předměty mgr. navazujícího studijního programu fyzika...1 předměty mgr. navazujícího...

1

Předměty Mgr. navazujícího studijního programu Fyzika

1. Astronomie a astrofyzika

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor astronomie a astrofyzika

Základy kvantové teorie 4/2 Z,Zk — OFY042Formální schéma KT. Některé jednoduché aplikace. Teorie representací. Moment hybnosti. Spin. Pohyb vcentrálním poli. Přibližné metody KT. Pohyb v elektrickém a magnetickém poli. Systémy mnoha částic. Adiabatickáaproximace. Bosony a fermiony. Jednočásticová aproximace. Druhé kvantování. Matice hustoty. Interakce systémuselektromagnetickým polem.

Literatura: Pišút J., Gomolčák L., Černý V.: Úvod do kvantovej mechaniky.ALFA Bratislava-SNTL Praha 1983Blochincev D.I.: Základy kvantové mechaniky. NČSAV Praha 1956Davydov A.S.: Kvantová mechanika. SPN Praha 1978Klíma J., Velický B.: Kvantová mechanika I(1992) a II(1990). Skriptum MFF UK Praha.Formánek J.: Úvod do kvantové mechaniky. Academia, Praha 1983.

Základy astronomie a astrofyziky I — 4/0 Zk AST006Sférická astronomie a astrometrie, metody sledování pohybů ve sluneční soustavě a v Galaxii, výpočet efemerid,určovánídrah ve sluneční soustavě a v dvojhvězdách.

Literatura: Astronomická příručka, Academia Praha 1992Meeus J.: Astronomische Algorithmen, J.A.Barth Leipzig 1992 (2. vydání)(upravený překlad podle 1. vydání – Pokorný, Z.: Astronomické algoritmy prokalkulátory, Hvězdárna a planetárium hl.m. Prahy, 1988, skriptum)Andrle P.: Základy nebeské mechaniky, Academia Praha 1971

Základy astronomie a astrofyziky II — 4/0 Zk AST007Metody pozorování v astrofyzice, teleskopy, detektory záření, fotometrie a spektroskopie. Zpracovánífotometrických a spektroskopických pozorování. Spektrální klasifikace hvězd, Hertzsprungův-Russellův diagram,proměnné hvězdy, metody hledání period v neekvidistantních časových řadách astronomických pozorování. Stavbagalaxií.

Literatura: Astronomická příručka, Academia Praha 1992Bohm-Vitense E.: Stellar Astrophysics, Vol. 1, Basic Stellar Observations and Data,Cambridge 1989Davies: Satellite Astronomy - the principles and practice of astronomy from space,J. Wiley, New York 1988

Cvičení a praktikum z astronomie — 0/4 Z AST028Redukce astrometrických a fotometrických pozorování. Příklady ze sférické a efemeridové astronomie. Praktickéurčování drah planetek, komet, meteorických rojů, satelitů, dvojhvězd. Příklady ze spektroskopie. Pozorování aredukce observačních dat proměnných hvězd a dvojhvězd. Souběžně s přednáškou Základy astronomie a astrofyzikyI,II.

Literatura: Astronomická příručka, Academia Praha 1992Bohm-Vitense E.: Stellar Astrophysics, Vol. 1, Basic Stellar Observations and Data,Cambridge 1989Davies: Satellite Astronomy - the principles and practice of astronomy from space,J. Wiley, New York 1988

2

Metody zpracování fyzikálních měření — 2/0 Zk OFY034Základní pojmy pravděpodobnosti, náhodná veličina, rozdělení pravděpodobnosti. Odhady parametrů rozdělení,testy hypotéz, modelování metodou Monte Carlo, základní manipulace s experimentálními daty.

Literatura: Jiří Anděl: Statistické metody, MATFYZPRESS, Praha 1993R. Sneyers: On the Statistical analysis of Series of Observations, WMO No 415, 1990

Odborná praxe Z SZZ002

1. rok studia

Astrofyzika I 4/0 Zk — AST013Termodynamika plynu a záření, Boltzmannova a Sahova rovnice, Einsteinovy koeficienty. Mezihvězdná látka,tvoření a vývoj hvězd. Optická, infračervená a rádiová pozorování. Rozložení mezihvězdné látky v Galaxii,molekulová oblaka, neutrální vodík, mezihvězdný prach. Vícesložkový model mezihvězdného plynu, role supernov.Kolaps oblaků, rázové vlny, fragmentace, tvorba hvězd, otevřené hvězdokupy a asociace. Rané fáze vývoje hvězd.Vznik planetárních soustav. Dynamika a chemický vývoj galaxií, hvězdné populace.

Literatura: Scheffler H., Elsasser H.: Physics of the Galaxy (kap. 4.-5.), Springer, Heidelberg 1987Spitzer L.: Physical Processes in the Interstellar Medium, J. Willey and Sons, New York 1978Whittet D.C.B.: Dust in the Galactic Environment, IoP, Bristol 1992Harwitt M.: Astrophysical Concepts, J. Willey and Sons, New York 1973Vanýsek V.: Základy astronomie a astrofyziky, Academia Praha 1980

Astrofyzika II — 4/0 Zk AST014Základy termodynamiky plazmatu v nitru hvězd: Střední molekulová hmotnost, Avogadrův zákon, stavové rovnicehvězdné látky. Rovnice vnitřní stavby hvězd, jejich matematická struktura. Okrajové podmínky, metody výpočtustavby a vývoje hvězd. Vývoj osamocených hvězd. Modely hvězdného vývoje se započtením rotace. Hvězdný vítr aztráta hmoty hvězd. Stavba a vývoj dvojhvězd. Testy teorie stavby a vývoje hvězd: Hvězdokupy, apsidální pohyb vedvojhvězdách. Jednoduché (polytropní) modely hvězd a jejich význam, teorie radiálních pulsací. Typy pozorovanýchhvězd a jejich vývojová stádia.

Literatura: Kippenhahn R., Weigert A.: Stellar structure and evolution, Springer, Heidelberg 1994Mihalas D.: Stellar Atmospheres, W.H. Freeman and Co., San Francisco 1980Bohm-Vitense E.: Introduction to Stellar Astrophysics, Vol. 1-3, CUP 1992Harwitt M.: Astrophysical Concepts, J. Willey and Sons, New York 1973

Seminář Astronomického ústavu UK 0/2 Z 0/2 Z AST010Pravidelný seminář pracovníků ústavu, studentů a zvaných hostů.

Literatura: Aktuální časopisecké články.

Speciální praktikum I (pro obor AA) 0/2 Z — AST017Metody pozorování a zpracování astrofyzikálních dat. Spektroskopie, fotoelektrická fotometrie, CCD fotometrie,astrometrie. Úlohy se zpracovávají částečně na observatořích mimo Prahu.


Speciální praktikum II (pro obor AA) — 0/2 Z AST018Metody pozorování a zpracování astrofyzikálních dat. Spektroskopie, fotoelektrická fotometrie, CCD fotometrie,astrometrie. Úlohy se zpracovávají částečně na observatořích mimo Prahu.

Literatura: Kippenhahn R., Weigert A.: Stellar structure and evolution, Springer, Heidelberg 1994

3

Mihalas D.: Stellar Atmospheres, W.H. Freeman and Co., San Francisco 1980Bohm-Vitense E.: Introduction to Stellar Astrophysics, Vol. 1-3, CUP 1992Harwitt M.: Astrophysical Concepts, J. Willey and Sons, New York 1973

Diplomový seminář 0/1 Z 0/1 Z AST031Diplomový seminář slouží ke konzultacím a sledování postupu prací diplomantů na jejich diplomových úkolech.Každý diplomant by v rámci semináře měl třikrát vystoupit, jednou na začátku práce na diplomovém úkolu sreferátem o problematice a rešerši v literatuře a poté dvakrát s referáty o dosažených výsledcích. Tento seminář jesoučástí pravidelného semináře AÚ UK.

Literatura: literatura zadaná vedoucím diplomové práce.

Relativistická fyzika I 4/2 Z, Zk — TMF037Obecná teorie relativity: princip ekvivalence a princip obecné kovariance, paralelní přenos a rovnice geodetiky,gravitační rudý posuv; tenzorová analýza, křivost; Einsteinův gravitační zákon. Eulerovy rovnice pro dokonaloutekutinu. Schwarzschildovo řešení Einsteinových rovnic.

Literatura: Kuchař K.: Základy obecné teorie relativity. (Academia, Praha 1968)Misner C. W., Thorne K. S. a Wheeler J. A.: Gravitation. (Freeman, San Francisco 1973)Weinberg S.: Gravitation and Cosmology. (J. Wiley, New York 1972)

Relativistická fyzika II — 4/2 Z, Zk TMF038Černé díry a gravitační kolaps. Linearizovaná teorie gravitace, gravitační vlny. Relativistická astrofyzika:relativistické modely hvězd; Chandrasekharova mez a závěrečná stadia vývoje hvězd. Relativistická kosmologie:Hubbleova expanze; kosmologický princip, Robertsonova-Walkerova metrika; Friedmannovy modely;kosmologický rudý posuv; počáteční stadia vývoje vesmíru, antropický princip. Pokračování přednáškyRelativistická fyzika I.


Nebeská mechanika I 4/0 Zk — AST005Pohyby v gravitačním poli; problém dvou těles, teorie poruch, gravitační pole kosmických těles. Reprezentace gruprotací, různá vyjádření poruchové funkce.

Literatura: P. Andrle, Základy nebeské mechaniky, Academia, Praha, 1976M.F. Subbotin, Vvedenije v nebesnuju mechaniku, Nauka, Moskva, 1968E.P. Aksjonov, Těorija dviženija iskustvenych sputnikov Zemlji, Nauka, Moskva, 1977W.M. Smart, Celestial Mechanics, Longmans, Green and Co., 1953D. Brouwer, and G. Clemence, Methods of Celestial Mechanics, Academic Press, New York, 1961

Nebeská mechanika II — 4/0 Zk AST011Omezený problém tří těles, poruchy v pohybu planet. Řešení hamiltonovsky formulovaných úloh s poruchovýmpotenciálem - von Zeipelova metoda. Elementy Hillovy-Brownovy teorie pohybu Měsíce. Lagrangeova-Laplaceovateorie pohybu planet.

Literatura: P. Andrle, Nebeská mechanika - Analytické metody, Academia, Praha, 1987D. Brouwer, and G. Clemence, Methods of Celestial Mechanics, Academic Press, New York, 1961M.F. Subbotin, Vvedenije v nebesnuju mechaniku, Nauka, Moskva, 1968W.M. Smart, Celestial Mechanics, Longmans, Green and Co., 1953 (nebo ruský překlad)V. Szebehely, Theory of Orbits, Academic Press, New York, 1967 (nebo ruský překlad)A.P. Markeev, Točki libracii v nebesnoj mechanike i kosmodinamike, Nauka, Moskva, 1978

Kosmická elektrodynamika 3/1 Z, Zk — AST008

4

Fyzika plazmatu v kosmických podmínkách; plazma, Sahova rovnice, pohyb nabité částice, základymagnetohydrodynamiky, vlny v plazmatu, difúze a odpor, stabilita plazmatu, základy kinetické teorie, Vlasovovarovnice.

Literatura: Chen F. F.: Uvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984 (úlohy jsou z této knihy)Kippenhahn R., Mollenhoff C.: Elementare Plasmaphysik, B. I. Wissenschaftsverlag,Mannheim-Wien-Zurich 1975Kleczek J.: Plazma ve vesmíru a v laboratoři, Academia, Praha 1968

Elementární procesy v kosmické fyzice — 2/1 Z,Zk AST024Nejdůležitější procesy v částicové astrofyzice, synchrotronové záření, Comptonův rozptyl. Pohyb a záření nabitýchčástic v kosmických podmínkách. Akreční proces.

Literatura: S.L. Shapiro, W.H. Press, and S.A. Teukolsky, Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars,Y.B. Zeldovič, and I.D. Novikov, Relativistic astrophysics, The Univ of Chicago Press, Chicago, 1971J. Frank, A.R. King, and D.J. Raine, Accretion power in astrophysics, CUP, Cambdridge, 1985

2. rok studia

Galaktická a extragalaktická astronomie I 3/0 Zk — AST003Pohyby hvězd v Galaxii; pozorování a teorie. Vývoj představ o stavbě Galaxie. Rotace Galaxie, Lindbladův a Oortůvmodel. Dráhy hvězd, pohybové integrály, gravitační potenciál Galaxie. Rozložení neutrálního atomárního vodíku vmezihvězdném prostoru, mezihvězdnýb ionizovaný vodík, molekuly, oblaka. Tvorba hvězd. Klasifikace galaxií.

Literatura: J. Binney, and S. Tremaine, Galactic Dynamics, Princeton Series in Astrophysics, Princeton UnivPress, New Jersey, 1987

G. Gilmore, I.R. King, and P.C. van der Kruit, The Milky Way of our Galaxy, University ScienceBooks, Mill Valley, California, 1989

Galaktická a extragalaktická astronomie II — 2/0 Zk AST004Úvod do fyziky galaxií; kinematika hvězd, stavba galaxie, dynamika hvězdných soustav. Klasifikace galaxií,struktura a dynamika, měření vzdáleností. Kvazary, vznik a vývoj galaxií.

Literatura: J. Binney, and S. Tremaine, Galactic Dynamics, Princeton Series in Astrophysics, Princeton UnivPress, New Jersey, 1987G. Gilmore, I.R. King, and P.C. van der Kruit, The Milky Way of our Galaxy, University ScienceBooks, Mill Valley, California, 1989

Cvičení z galaktické astronomie 0/2 Z — AST015Hmotnost Galaxie, vzdálenost Slunce od centra Galaxie. Dynamika Galaxie, určení dráhy hvězdy v Galaxii. Cefeidy.Pohyb Slunce. Funkce svítivosti, počáteční funkce hmotnosti. Vhodný doplněk k přednášce Galaktická aextragalaktická astronomie.

Literatura: Acker, Jaschek: Astronomical Methods and CalculationsAtanasievič: Selected Exercises in Galactic AstronomyKleczek: Exercises in Astronomy

Seminář Astronomického ústavu UK 0/2 Z 0/2 Z AST010Pravidelný seminář pracovníků ústavu, studentů a zvaných hostů.


Diplomový seminář 0/1 Z 0/1 Z AST031Diplomový seminář slouží ke konzultacím a sledování postupu prací diplomantů na jejich diplomových úkolech.Každý diplomant by v rámci semináře měl třikrát vystoupit, jednou na začátku práce na diplomovém úkolu s

5

referátem o problematice a rešerši v literatuře a poté dvakrát s referáty o dosažených výsledcích. Tento seminář jesoučástí pravidelného semináře AÚ

Literatura: Literatura zadaná vedoucím diplomové práce.

Předměty výběrově povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor astronomie a astrofyzika

2. rok studia

Kosmologie 3/0 Zk — AST009Základní pozorovací údaje, přehled kosmologických modelů, Friedmannova metrika, Hubbleův a deceleračníparametr, horizont a rudý posuv, nukleosyntéza, význam neutrin, Jeansova teorie gravitačních nestabilit.

Literatura: S. Weinberg: Gravitation and Cosmology, J. Wiley and Sons, New York, 1972G. Boerner: The Early Universe, Springer, Berlin, 1993

Elementární procesy v kosmické fyzice — 2/1 Z,Zk AST024Nejdůležitější procesy v částicové astrofyzice, synchrotronové záření, Comptonův rozptyl. Pohyb a záření nabitýchčástic v kosmických podmínkách. Akreční proces.


Fyzika malých těles sluneční soustavy — 2/0 Zk AST020Fyzikální a chemické procesy v meziplanetární hmotě. Komety, planetky, meteoroidy a jejich vývojové souvislosti.Aktuální obsah pro daný rok se zveřejňuje na WWW stránkách AÚ UK.

Literatura: Kelly-Beaty J., O'Leary B., Chaikin A.: The new solar system, Cambridge Press Synd. and Sky Publ.Corp., periodicky obnovovaná vydání počínaje 1981Taylor S.R.: Solar system evolution, a new perspective, Cambridge Univ. Pres 1992

Vybrané kapitoly z astrofyziky 2 2/0 Zk AST021Rozbor aktuálních novinek z astronomie, astrofyziky a kosmologie. Několik tématických celků po 3-4 týdnechpřednášejí zpravidla zvaní hosté. Program aktualizován na WWW stránkách Astronomického ústavu UK. Výběrovápřednáška pro střední a vyšší ročníky.

Literatura: Aktuální časopisecká literatura.

Cvičení ze stelární astronomie — 0/2 Z AST016Spektroskopické, vizuální a zákrytové dvojhvězdy. Křivky radiálních rychlostí, světelné křivky, určování dráhovýchelementů, určování vzdáleností. O-C diagram, změny periody. Dolněk k přednášce Dvojhvězdy.

Literatura: Acker, Jaschek: Astronomical Methods and CalculationsAtanasievič: Selected Exercises in Galactic AstronomyKleczek: Exercises in Astronomy

Dějiny astronomie 1/1 Z 1/1/ Z AST026Výběrová přednáška a pracovní seminář z dějin domácí, evropské a světové astronomie. Program je aktualizován naWWW stránkách Astronomického ústavu UK. Exkurze


6

Dvojhvězdy — 2/0 Zk AST019Observační data pro vizuální, spektroskopické a zákrytové dvojhvězdy. Určení elementů dráhy; hmotnosti a rozměrysložek. Rocheova geometrie. Apsidální pohyb. Přenos hmoty a vývoj těsných dvojhvězd. Kataklyzmickédvojhvězdy; konečné fáze vývoje. Teorie vzniku dvojhvězd


Hvězdné atmosféry 2/0 Zk — AST002Úvod do modelování hvězdných atmosfér; Modely atmosfér, magnetohydrodynamická rovnováha, LTE modely prorůzné typy hvězd, dvouhladinový model atomu, numerické řešení rovnice přenosu.

Literatura: D. Mihalas: Hvězdné atmosféry I, II, Mir, Moskva 1982, kap. 1 - 12

Vybrané kapitoly ze spektroskopie 2/0 Zk — AST025Praktická vysokodisperzní astrofyzikální spektroskopie.

Literatura: R. Bracewell, The Fourier Transform and its Application, McGraw-Hill, New York, 1965J.W. Bault, and O.R. White, The Analysis and Restoration of Astronomical Data via FFT, Astronomyand Astrophysics 13, 17, 1971D.F. Graf, The Observation and Analysis of Stellar Atmospheres, J. Willey and sons, New York, 1976.(též ruská verze, Nauka, Mir, 1980)Ch. Sterken, and J. Manfroid, Astronomical Photometry - A Guide, Kluwer, Holland, 1992A.D. Thackeray, Astronomical Spectroscopy, Macmillan Comp. New York, 1961D.Ja. Martynov, Kurz Praktičeskoj Astrofyziky. Walker, Astronomical ObservationsHarrison et al., Practical Spectroscopy

Sluneční fyzika 2/0 Zk — AST001Úvod do fyziky Slunce. Metody pozorování Slunce, přístroje pro sluneční astrofyziku. Sluneční magnetická pole,rychlostní pole. Sluneční aktivita a její cykličnost. Vztahy Slunce-Země.

Literatura: Kippenhahn R., Weigert A.: Stellar structure and evolution, Springer, Heidelberg 1994Mihalas D.: Stellar Atmospheres, W.H. Freeman and Co., San Francisco 1980Bohm-Vitense E.: Introduction to Stellar Astrophysics, Vol. 1-3, CUP 1992

2. Geofyzika

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor geofyzika

Mechanika kontinua 2/1 Z,Zk — GEO014Mechanika kontinua v křivočarých souřadnicích. Předpjatá prostředí. Reologické vztahy.

Literatura: M. Brdička, Mechanika kontinua, ČSAV, Praha 1959.F. Maršík, Termodynamika kontinua, Academia, Praha 1999.A.C. Eringen: Nonlinear Theory of Continuous Media, McGraw-Hill Book Company, New York,1962.L.E. Malvern, Introduction of the Mechanics of a Continuous Medium, Prentice Hall, New Zork, 1969.

Fourierova spektrální analýza 2/1 Z,Zk — GEO005Fourierova spektrální analýza.Vztah mezi Fourierovou a diskrétní Fourierovou transformací (alias). Hilbertovatransformace. Spektrální analýza. Frekvenčně-časová analýza. Seismologické aplikace.

Literatura: V. Červený, Spektrální analýza v geofyzice, Státní pedagogické nakladatelství, Praha 1983.

7

Přehled geofyziky 2/0 Zk — GEO029Přehled observatorních dat a teoretických principů seismologie, geomagnetismu, geotermiky a geomechaniky.Základní poznatky o fyzikálních parametrech a procesech v zemském nitru.

Literatura: M. Šolc, J. Zahradník, Astronomie, astrofyzika a geofyzika I: Země a sluneční msoustava, MFF UK, Praha 1985.

Š. Ochaba, Geofyzika, Slovenské pedagogické nakladatelstvo, Bratislava 1986.J.-P. Poirier, Introduction to the Physics of the Earth’s Interior, Cambridge Universitz Press,

Cambridge 2000.D.E. James (ed.), Encyclopedia of Solid Earth Geophysics, Van Nostrand Reinhold Company,

New York, 1989.

Tíhové pole a tvar Země — 2/1 Z,Zk GEO017Historický vývoj názorů na tvar Země. Pohyby Země, časové změny rotace Země. Zemské slapy. Rozvoj vnějšíhotíhového potenciálu do řady sférických funkcí. Geoid a sféroid. Normální tíže, Clairautův teorém. Vzdálenost mezigeoidem a sféroidem, Brunsův teorém, Stokesův teorém. Isostase. Tíhová měření a jejich redukce. Družicové metodystudia gravitačního pole, poruchy drah. Tvar fyzického povrchu Země, základy Moloděnského teorie, družicovémetody.

Literatura: M. Pick, J. Pícha, V. Vyskočil, Úvod ke studiu tíhového pole Země, Academia, Praha 1973.M. Burša, K. Pěč, Tíhové pole a dynamika Země, Academia, Praha 1988.

Z. Nádeník: Kulové funkce pro geodézii. Skripta. VÚGTK, Zdiby 2000.

Seismologie — 2/2 Z,Zk GEO003Makroseismická a instrumentální pozorování zemětřesení. Fyzikální procesy v ohnisku zemětřesení. Geografické ačasové rozložení zemětřesení. Prostorové a povrchové seismické vlny v jednoduchých modelech Země. Obrácenéseismické úlohy. Seismické ohrožení, rajonování a mikrorajonování.

Literatura: B. Bolt, Earthquakes, W.H. Freeman and Company, San Francisco 1978. O. Kulhánek, Anatomy of Seismograms, Elsevier 1990. T. Lay, T.C. Wallace, Modern Global Seismology, Academia Press, 1995. P.M. Shearer, Introduction to Seismology, Cambridge University Press, 1999. A. Udias, Principles of Seismology, Cambridge University Press, 2000.

Počítače v geofyzikální praxi — 0/2 Z PRF018Kurs užití výpočetní techniky pro studenty geofyziky. Orientace v hardwaru, operačních systémech Microsoftu, vUnixu a počítačových sítích. Úvod k Fortranu a numerickým knihovnám. Vizualizační a typografický software.

Literatura: Jiří Anděl: Statistické metody, MATFYZPRESS, Praha 1993R. Sneyers: On the Statistical analysis of Series of Observations, WMO No 415, 1990Manuály k programům

Vybrané kapitoly z parciálních diferenciálních rovnic — 2/0 Zk MAF001Klasifikace rovnic 2.řádu, Sobolevovy prostory, Dirichletova a Neumannova úloha pro eliptické rovnice, smíšenáúloha. Základní principy numerického řešení. Evoluční rovnice.Literatura: Kopáček, J. a kol.: Matematika pro fyziky, díly III-V, skriptum MFF UK

1. rok studia

Geomagnetismus a geoelektřina 3/1 Z,Zk — GEO066Matematický popis geomagnetického pole a jeho sekulární variace. Paleomagnetismus. Magnetická pole tělessluneční soustavy. Vnější magnetické pole. Elektrická vodivost zemského nitra. Buzení vnitřního geomagnetickéhopole.

Literatura: J.A. Jacobs, Geomagnetism 1-3, Academia Press Limited, London, 1989.A. Janáčková, Geomagnetismus (rukopis učebního textu)

8

Numerické metody ve Fortranu 2/2 KZ — GEO022Kurs numerických metod s důrazem na jejich implementaci ve Fortranu. Od knihoven programů přes klasickémetody algebry a matematické analýzy k řešení obyčejných a parciálních diferenciálních rovnic. Méně teorie, vícepraxe. Příklady geofyzikálních aplikací.

Literatura: F.S. Acton, Numerical Methods That Work, Mathematical Association of America, 1990.U.M. Ascher, L.R. Petzold, Computer Methods for Ordinary Differential Equations and Differential-

Algebraic Equations, SIAM, 1998.B. Fornberg, A Practical Guide to Pseudospectral Methods, Cambridge University Press, 1996.M. Metcalf, J. Reid, Fortran 90/95 Explained, Oxford Science Publ., 1998.S. Míka, Numerické metody algebry, SNTL, 1985.W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in Fortran 77: The Artof Scientific Computing, Second Edition, Cambridge University Press, 1996. (Viz téžhttp://www.nr.com)W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in Fortran 90: The Artof Parallel Scientific Computing, Cambridge University Press, 1996.V. Pretlová, J. Zahradník, Numerické metody v geofyzice I., II. (skripta), SPN, 1978/1981.P. Přikryl, Numerické metody matematické analýzy, SNTL, 1985.K. Rektorys a spol., Přehled užité matematiky, Nakladatelství Prometheus, 1995.K. Segeth, Numerický software I. (skripta), Nakladatelství Univerzity Karlovy, 1998.J. Segethová, Základy numerické matematiky (skripta), Nakladatelství Univerzity Karlovy, 1998.E. Vitásek, Numerické metody, SNTL, 1987.V. Zahradník, Programování: Fortran 90 (skripta), Vydavatelství ČVUT, 1996.WWW.

Šíření seismických vln 2/1 Z,Zk — GEO002Elastodynamické reprezentační teorémy. Pohybové rovnice nehomogenních anizotropních prostředí. Odraz a lomrovinných vln. Povrchové vlny. Asymptotické metody v teorii šíření vln.

Literatura: V. Červený, Seismic Ray Theory, Cambridge University Press, Cambridge 2001.

Metody zpracování geofyzikálních dat — 2/1 Z,Zk GEO057Časové řady v geofyzice. Spektrální analýza signálů s konečným výkonem. Lineární filtry, nelineární systémy,predikční filtry.

Literatura: K. Pěč, Zpracování časových řad v geofyzice, MFF UK, 1977.

Geotermika a radioaktivita Země — 2/1 Z,Zk GEO015Vnější a vnitřní zdroje tepla v Zemi. Šíření tepla, tepelná vodivost. Radioaktivita hornin, určování stáří hornin.Vedení tepla. Konvekce. Termální modely Země.

Literatura: C. Matyska, Mathematical Introduction to Geothermics and Geodynamics, předběžná verze učebního textu.

G.F. Davies, Dynamic Earth, Cambridge University Press, Cambridge 1999.C.A. Stein, Heat Flow of the Earth, in: Global Earth Physics, A Handbook of Physical Constants,

T.J. Ahrens ed., pp. 144-158, AGU 1995.V. Čermák: Studium zemského tepelného toku, Cs. cas. fyz. A, 33, 461-470, 1983.

Obrácené úlohy v geofyzice — 2/2 Z,Zk GEO013Statistické metody vyhodnocování geofyzikálních dat. Kombinování datové, apriorní a teoretické informace. Inverzev normě L2 a L1. Minimax. Stochastické, evoluční a gradientové metody. Modelování a simulace geofyzikálníchdějů. Aplikace: seismická tomografie, gravimetrická inverze, odhad reologických parametrů zemského nitra.

Literatura: A. Tarantola, Inverse Problem Theory, Elsevier, 1987.

9

2. rok studia

Stavba Země 3/0 Zk — GEO016Historický vývoj modelů Země. Vlastní kmity Země - teoretický úvod. Model PREM. Minerálová fyzika zavysokých teplot a tlaků. Globální modely sestrojené pomocí seismické tomografie, třírozměrné modely hustotníchanomálií a konvekce v plášti Země.

Literatura: M. Šolc, J. Zahradník, Astronomie, astrofyzika a geofyzika I: Země a sluneční msoustava, MFF UK, Praha 1985.

G.F. Davies, Dynamic Earth, Cambridge University Press, Cambridge 1999.Š. Ochaba, Geofyzika, Slovenské pedagogické nakladatelstvo, Bratislava 1986.J.-P. Poirier, Introduction to the Physics of the Earth’s Interior, Cambridge Universitz Press,Cambridge 2000.D.E. James (ed.), Encyclopedia of Solid Earth Geophysics, Van Nostrand Reinhold Company,

New York, 1989.Z. Martinec, Free Oscillation of the Earth, Travaux Géophysiques No. 591.

Předměty výběrově povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor geofyzika

1. rok studia

Praktikum ze seismologie 0/2 Z — GEO011Základy teorie seismografu; zpracováni seismogramu; seismické sítě; lokace zemětřesení; mechanismy zemětřesení.

Literatura: K.E. Bullen, B. Bolt, An Introduction to the Theory of Seismology, Cambridge University Press, 1985.K. Aki, P.G. Richards, Quntitative Seismology 1, 2, Freeman and Company, San Francisco, 1980.

Fyzika seismického zdroje 2/0 Zk — GEO033Teorie vyzařování seismických vln při tektonických zemětřeseních. Metody výpočtu parametrů zemětřesení zeseismických měření (tensor seismického momentu, rozměr zdroje, energie). Aplikace v tektonofyzice a při studiuzemětřesného ohrožení.

Literatura: K.E. Bullen, B. Bolt, An Introduction to the Theory of Seismology, Cambridge University Press, 1985.K. Aki, P.G. Richards, Quntitative Seismology 1, 2, Freeman and Company, San Francisco, 1980.F.A. Dahlen, J. Tromp, Theoretical Global Seismology, Princeton University Press, 1998.J. Zahradník, Generation of Seimic Waves by Earthquake Sources (lecture notes). Uppsala University

1992.

Maticové metody v seismologii 1/1 KZ — GEO018Maticový vztah mezi posunutími a napětími na rozhraních jedné vrstvy a soustavy vrstev. Thomson-Haskellovymatice a jejich modifikace. Aplikace v teorii prostorových a povrchových vln.

Literatura: O. Novotný, Seismic Surface Waves (lecture notes), UFBA, Salvador, Bahia 1999.

Paprskové metody v seismice — 2/1 Z,Zk GEO032Řešení elastodynamických rovnic v paprskovém přiblížení. Elastické vlna ve dvojrozměrných a třírozměrnýchprostředích. Výpočet paprsků, časů šíření, amplitud a syntetických seismogramů.

Literatura: V. Červený, Seismic Ray Theory, Cambridge University Press, Cambridge 2001.

Užitá geofyzika - terénní měření — 0/2 Z GEO031Terénní měření užitím metod geofyzikálního průzkumu na geofyzikální základně PřF UK. (Formou několikadenníhosoustředění).

Literatura: Návody k úlohám

10

Dynamika pláště a litosféry I 2/0 Zk — GEO035Základní rovnice termální konvekce. Newtonovské proudění. Termální konvekce jako nelineární dynamický systém.

Literatura: C. Matyska, Mathematical Introduction to Geothermics and Geodynamics, předběžná verze učebního textu.

G.F. Davies, Dynamic Earth, Cambridge University Press, Cambridge 1999.W.R. Peltier ed., Mantle Convection: Plate Tectonics and Global Dynamics, Gordon and Breach, NewYork, 1989.D.L. Turcotte, G. Schubert, Geodynamics: Applications of Continuum Physics to Geological Problems,

John Wiley & Sons, New York, 1982.

Dynamika pláště a litosféry II — 2/0 Zk GEO072Teorie deskové tektoniky, určování deskových pohybů. Litosféra a astenosféra. Třírozměrné modely anomálií hustot.Reologie pláště a spojená gravimetricko-dynamická inverze. Postglaciální výzdvih.

Literatura: W.R. Peltier ed., Mantle Convection: Plate Tectonics and Global Dynamics, Gordon and Breach, New York, 1989.

D.L. Turcotte, G. Schubert, Geodynamics: Applications of Continuum Physics to Geological Problems, John Wiley & Sons, New York, 1982.

Elektromagnetická indukce v zemském plášti 2/0 Zk — GEO061Formulace úlohy elektromagnetické indukce na kouli ve spektrální oblasti. Okrajové podmínky, přímá a obrácenáúloha. Řešení přímé úlohy pro vrstevnatý vodivostní model (1D), osově symetrický vodivostní model (2D) a 3Dvodivostní model. Semianalytické řešení úlohy pro model excentricky vnořených vodivých koulí.

Literatura: J.A. Jacobs, Geomagnetism 1-3, Academia Press Limited, London, 1989.J.F. Hermance, Electrical Conductivity Models of the Crust and Mantle, in: Global Earth Physics,A Handbook of Physical Constants, AGU, 1995.

Rotace Země — 2/0 Zk GEO030Otočení soustavy souřadné, Eulerovy úhly. Lunisolární slapový potenciál, slapové vlny. Precese a nutace tuhé Země,Eulerova perioda, Woolardova teorie. Rotace deformující se Země, Chandlerova perioda. Variace úhlové rychlosti.

Literatura: M. Burša, K. Pěč, Tíhové pole a dynamika Země, Academia, Praha 1988.W.H. Munk, G.F. MacDonald, The Rotation of the Earth, Cambridge University Press, New York1960.H. Moritz, I. Mueller, Earth Rotation, Ungarn Publ. Comp., New York 1987.

Okrajové úlohy pro určení tíhového pole a tvaru Země I — 2/0 Zk GEO059Stokesova úloha pro Laplaceovu rovnici. Geoid, ortometrické výšky. Moloděnského úloha. Kvasigeoid, normálnívýšky. Další problémy určování geoidu a tvaru Země.

Literatura: K.E. Bullen, B. Bolt, An Introduction to the Theory of Seismology, Cambridge University Press, 1985.K. Aki, P.G. Richards, Quntitative Seismology 1, 2, Freeman and Company, San Francisco, 1980.F.A. Dahlen, J. Tromp, Theoretical Global Seismology, Princeton University Press, 1998.

Geodynamický seminář 0/2 Z 0/2 Z GEO067Seminář o aktuálních problémech v oblasti geodynamického výzkumu zemského nitra.

Literatura: Aktuální časopisecká literatura

Seismický seminář 0/2 Z 0/2 Z GEO068Seminář o aktuálních problémech v oblasti seismického výzkumu Země.

Literatura: Aktuální časopisecká literatura

11

2. rok studia

Numerická předpověd zemětřesných pohybů půdy 2/0 Zk — GEO028Seismický zdroj konečných rozměrů. Šíření seismických vln v kůře a plášti Země. Vliv povrchových podmínek.Modelování metodou konečných diferencí. Verifikace numerických předpovědí pomocí mezinárodních predikčníchexperimentů (Kalifornie, Japonsko). Aplikace pro snížení následků zemětřesení.

Literatura: K.E. Bullen, B. Bolt, An Introduction to the Theory of Seismology, Cambridge University Press, 1985.K. Aki, P.G. Richards, Quntitative Seismology 1, 2, Freeman and Company, San Francisco, 1980.F.A. Dahlen, J. Tromp, Theoretical Global Seismology, Princeton University Press, 1998.J. Zahradník, Generation of Seimic Waves by Earthquake Sources (lecture notes). Uppsala University

1992.

Modelování seismických vln 2/0 Zk — GEO052Konstituční vztahy a pohybové rovnice. Souřadné systémy a metrické tenzory. Kinematická a dynamická paprskovárovnice. Numerické detaily výpočtu paprsků. Izotropní a anizotropní paprsková teorie. Jiné asymptotické metody.Konečné diference ve třech dimenzích. Paprsková metoda pro povrchové vlny. Fresnelovy zóny a objemy.

Literatura: V. Červený, Seismic Ray Theory, Cambridge University Press, Cambridge 2001.V. Červený, L. Klimeš, I. Pšenčík, Complete seismic-ray tracing in tree-dimensional structures,in: D.J. Doornbos ed., Seismological Algorithms, pp. 89-168, Academic Press, New York 1988.R.T. Coates, C.H. Chapman, Ray perturbation theory and the Born approximation, Geophysical Journal

International, 100, 379-392, 1990.L. Klimeš, Accuracy of finite difference in smooth media, Pure and Applied Geophysics, 148, 39-76,

1996.

Vysokofrekvenční modelování účinků seismického zdroje 2/0 Zk — GEO049Vysokofrekvenční aproximace vlnového pole. Reprezentace zdroje. Kinematické modelování zdroje. Výpočetreprezentačního integrálu.

Literatura: Kostrov, B.V., Das, S. (1988), Principles of earthquake source mechanics, Cambridge University Press,New YorkSpudich, P., Archuleta, R.J. (1987), Techniques for earthquake ground-motion calculation withapplication to source parametrization to finite faults, in B.A. Bolt, ed., Seismic Strong MotionSynthetics, Academic Press, Inc., London, pp. 205-266

Inverze seismických vlnových polí a časů šíření — 2/0 Zk GEO051Geologický a seismický model prostředí. Nelineární inverzní teorie. Kinematická lokace hypocentra. Tomografickáinverze. Seismické migrace. Software.

Literatura: V. Červený, Seismic Ray Theory, Cambridge University Press, Cambridge 2001.R.G. Pratt, Z.-M. Song, P. Williamson, M. Warner, Two-dimensional velocity models from wide-angle

seismic data by wavefield inversion. Geophysical Journal International, 124, 323-340, 1996.A. Tarantola, Inverse Problem Theory, Elsevier, 1987.

Fortran 90 a paralelní programování — 0/2 Z PRF039Kurs programování ve Fortranu 90/95. Rysy Fortranu podporující datovou paralelizaci. Paralelizovatelné algoritmy.Překladače a numericke knihovny pro Microsoft Windows a Unix.

Literatura: M. Metcalf, J. Reid, Fortran 90/95 Explained, Oxford Science Publ., 1998.W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in Fortran 90: The Artof Parallel Scientific Computing, Cambridge University Press, 1996.V. Zahradník, Programování: Fortran 90 (skripta), Vydavatelství ČVUT, 1996.WWW.

Moderní instrumentální seismologie — 2/0 Zk GEO041

12

Základy teorie signálů a lineárních dynamických systémů, principy digitální seismometrie. Analýza digitálníchseismogramů, vybrané interpretačni postupy seismických zdrojových a strukturních studií.

Literatura: K. Aki, P.G. Richards, Quntitative Seismology 1, 2, Freeman and Company, San Francisco, 1980.J. Zahradník, Generation of Seimic Waves by Earthquake Sources (lecture notes). Uppsala University1992.

Okrajové úlohy pro určení tíhového pole a tvaru Země II 2/0 Zk — GEO...Stokesova úloha pro Laplaceovu rovnici. Geoid, ortometrické výšky. Moloděnského úloha. Kvasigeoid, normálnívýšky. Další problémy určování geoidu a tvaru Země.

Literatura: K.E. Bullen, B. Bolt, An Introduction to the Theory of Seismology, Cambridge University Press, 1985.K. Aki, P.G. Richards, Quntitative Seismology 1, 2, Freeman and Company, San Francisco, 1980.F.A. Dahlen, J. Tromp, Theoretical Global Seismology, Princeton University Press, 1998.

Fyzika ionosféry a magnetosféry 2/0 Zk — GEO006Plasma v kosmickém prostoru. Experimentální metody kosmické fyziky. Sluneční vítr. Topologie magnetosféry.Hraniční oblasti. Radiační pásy. Ionosféra. Magnetosférická dynamika. Aurorální oblast. Polární záře. Magnetosféryplanet.

Literatura: F.F. Chen, Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984.

Praktikum ze seismologie — 0/2 Z GEO011Základy teorie seismografu; zpracováni seismogramu; seismické sítě; lokace zemětřesení; mechanismy zemětřesení.

Literatura: B. Bolt, Earthquakes, W.H. Freeman and Company, San Francisco 1978.O. Kulhánek, Anatomy of Seismograms, Elsevier 1990.F. Scherbaum, Basic Concepts in Digital Signal Processing for Seismologists, Springer-Verlag, 1994.http://wwwneic.cr.usgs.govhttp://orfeus.knmi.nlhttp://seis30.karlov.mff.cuni.cz

Geodynamický seminář 0/2 Z 0/2 Z GEO067Seminář o aktuálních problémech v oblasti geodynamického výzkumu zemského nitra.


Seismický seminář 0/2 Z 0/2 Z GEO068Seminář o aktuálních problémech v oblasti seismického výzkumu Země.

Literatura: Aktuální časopisecké stránky

Seminář kvantové fyziky a chemie planet — 0/2 Z GEO048Interdisciplinární problémy na styku mezi kvantovou fyzikou, kvantovou chemií, fyzikou vysokých tlaků,geofyzikou a astronomií. Kvantově-mechanické výpočty pro vysoké tlaky s aplikacemi ve fyzice planet a geofyzice.

Literatura: A.S. Davydov: Kvantová mechanika. SPN, Praha 1978L. Skála: Kvantová teorie molekul. Univerzita Karlova, Praha 1994W.B. Hubbard: Planetary Interiors. Van Nostrand Reihold Company, 1984V.N. Žarkov: Vnutrennee stroenie Zemli i planet. Nauka, Moskva 1983

3. Meteorologie a klimatologie

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor meteorologie a klimatologie

13

Hydrodynamika 3/1 Z,Zk — MET034Základní zákonitosti pohybu dokonalých i reálných tekutin. V přednášce je akcentováno zaměření na aplikace vefyzice atmosféry.

Literatura: Brdička M., Samek L., Sopko B. (2000): Mechanika kontinua, AcademiaBatchelor G.K. (2000): An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University PressLandau, L.D., Lifšic, E.M. (1986): Gidrodinamika, NaukaCushman-Roisin, B. (1994): Introduction to Geophysical Fluid Dynamics, Prentice-Hall

Metody zpracování fyzikálních měření — 2/0 Zk MET050Základní pojmy pravděpodobnosti, náhodná veličina, popisná statistika, rozdělení praděpodobnosti, odhadyparametrů rozdělení, testy hypotéz, korelace a lineární regrese.

Literatura: Jiří Anděl: Statistické metody, MATFYZPRESS, Praha 1993R. Sneyers: On the Statistical analysis of Series of Observations, WMO No 415, 1990D.S. Wilkks: Statistical Methods in the Atmospheric Science, Academic Press, San Diego,1995, Academic Press,San Diego, 1995

Seminář zpracování fyzikálních měření — 0/1 Z MET049Praktická aplikace statistických metod na meteorologická data. Seminář je zamýšlen jako cvičení k přednášceMET050 "Metody zpracování fyzikálních měření"

Literatura: Jiří Anděl: Statistické metody, MATFYZPRESS, Praha 1993R. Sneyers: On the Statistical analysis of Series of Observations, WMO No 415, 1990D.S. Wilkks: Statistical Methods in the Atmospheric Science, Academic Press, San Diego,1995, Academic Press,San Diego, 1995

Dynamická meteorologie — 4/1 Z,Zk MET023Termodynamický systém v atmosfére a oceánu, I. a II. veta termodynamiky, aplikace v atmosfére, rovnovážný stav vtermodynamice, suchoadiabatické procesy v atmosfére, adiabatické procesy v oceánu, termodynamika vlhkéhovzduchu, stav nasycení, fázové prechody, pseudoadiabatický dej ve vlhkém vzduchu. Hydrostatická rovnováha,aproximace zemské atmosféry, standardní atmosféra, statická stabilita atmosféry a oceánu. Tepelná výmena vsystému Zeme - atmosféra. Souradné systémy a popis pohybu atmosféry, základní pohybové rovnice, typy proudení,vertikální struktura pohybového pole, horizontální a vertikální struktura tlakového pole, tlakové útvary, atmosférickéfronty a frontogeneze, divergence a rovnice kontinuity, vorticita a cirkulace, potenciální vorticita. Časové zmeny vatmosfére, rovnice tlakové tendence, vorticity, divergence, vztah mezi proudením a rozložením hmoty v atmosfére,balanční rovnice, rovnice omega, vlnové pohyby v atmosfére. Energetika atmosféry, všeobecná cirkulace, cirkulaceve stratosfére, cirkulace v oceánu, tropická cirkulace.

Literatura: Pechala, Bednár: Prírucka dynamické meteorologie (Academia Praha, 1991)Curry, Webster: Thermodynamics of Atmospheres & Oceans, Academic Press, London,1999Holton: An Introduction to dynamic meteorology (Academic Press, New York, 1972)Gill: Atmosphere - Ocean Dynamics (Academic Press, New York, 1982)Trenberth: Climate System Modeling (Cambridge University Press, 1992)

Synoptická meteorologie I — 3/0 Zk MET035Složení a stavba atmosféry Země, denní a roční chody meteorologických prvků, kritéria stability vzduchových hmotse zřetelem na využití získaných poznatků pro aplikaci modelů tlakových útvarů a front norské školy.

Literatura: A.S. Zverev: Synoptická meteorológia, Alfa Bratislava, SNTL Praha 1986

Všeobecná klimatologie — 4/0 Zk MET012Klimatický systém, klima, klima, zpětné vazby. Pozorovaný stav atmosféry, oceánu, kryosféry, zemského povrchu,interakce atmosféra - oceán. Radiační děje v atmosféře, radiační bilance, tepelná bilance. Hydrologický cyklus avodní bilance, voda v atmosféře. Cirkulace atmosféry, průměrná zonální a meridionální cirkulace, vertikálnístruktura cirkulace, QBO, ENSO, tropické cyklony, místní cirkulační systémy. Módy variability. Klima města.

14

Literatura: J.P. Peixoto, A.H. Oort: Physics of climate, American Institute of Physics, New York, 1992D.L. Hartmann: Global Physical Climatology, Academic Press, San Diego, 1994

Meteorologické přístroje a pozorovací metody — 3/0 Zk MET021Základy přístrojové a měřící techniky a pozorovacích metod.

Literatura: F. Kocourek: Měřící metody v meteorologii (1956, 1972)Slabá: Návod pre pozorovatelov meteorologických staníc ČSSR (1976)Middleton, Spilhaus: Meteorological instruments (1964)B. Sobíšek: Meteorologické přístroje a pozorovací metody (1970)

1. rok studia

Synoptická meteorologie II 2/0 Zk — MET036Vzduchové hmoty, atmosférické fronty, tlakové útvary, jejich stavba a vývoj z hlediska metod diagnozy a prognozypočasí. Vztahy mezi početními metodami předpovědi a klasickými metodami norské školy.

Literatura: A.S. Zverev: Synoptická meteorológia, Alfa Bratislava, SNTL Praha 1986

Fyzika mezní vrstvy 2/0 Zk — MET002Fyzikální procesy probíhající ve spodní vrstvě atmosféry ovlivněné fyzikálními vlastnostmi zemského povrchu.

Literatura: J. Bednář, O. Zikmunda: Fyzika mezní vrstvy atmosféry. Academia, Praha, 1985, 245 str

Analýza povětrnostní mapy I 1/3 KZ — MET013Základní principy analýzy polí meteorologických prvků, principy kodování a dešifrace meteorologických zpráv.Vlastnosti polí geopotenciálu a větru, práce s aerologickými diagramy.

Literatura: W. Sancier: Principles of Meteorological Analysis, Univ. Press, Chicago, 1955P.G.Wickham: The Practice of Weather forecasting, London 1970

Metody numerické matematiky I 2/1 Z,Zk — MAF013Přednáška se zabývá metodami numerické matematiky, které se používají pro zpracování dat v meteorologii,zejména při modelování atmosféry. Interpolace funkcí: obecný problém interpolace funkcí, Lagrangeova interpolace,konečná diference, Hermitova interpolace, interpolace kubickým splinem, odhady chyb interpolace, minimalizacechyby interpolace. Numerický výpočet derivací a integrálů. Metody lineární algebry: konvergentní matice, řešenísoustav lineárních rovnic iteračními metodami, numerické řešení okrajových úloh pro parciální dif. rovnice, výpočetvlastních čísel a vektorů matic.

Literatura: I.S. Berezin, N.P. Žitkov: Metody vyčislenij, Moskva 1962A. Ralston: Základy numerické matematiky, Academia Praha 1973E. Isacson, H.B.Keller: Analysis of Numerical Methods, John Wiley & sons, New York 1972F. Mesinger, A. Arakawa: Numerical Methods used in Atmospheric Models, GARP-WMO 1976

Metody numerické matematiky II — 2/1 Z,Zk MAF014Přednáška se zabývá metodami numerické matematiky, které se používají pro zpracování dat v meteorologii,zejména při modelování atmosféry. Metody řešení evolučních parciálních diferenciálních rovnic: diferenční metody,aproximace, konvergence, stabilita, metoda konečných prvků, spektrální metody. Diskrétní Fourierova transformace,realizace této transformace algoritmy FFT, aplikace FFT.

Literatura: I.S. Berezin, N.P. Žitkov: Metody vyčislenij, Moskva 1962A. Ralston: Základy numerické matematiky, Academia Praha 1973E. Isacson, H.B.Keller: Analysis of Numerical Methods, John Wiley & sons, New York 1972F. Mesinger, A. Arakawa: Numerical Methods used in Atmospheric Models, GARP-WMO 1976

Analýza povětrnostní mapy II — 1/3 KZ MET014

15

Komplexní analýza polí meteteorologických prvků, atmosférických front a speciálních povětrnostních charakteristik.Interpretace předpovědí termobarického pole, využití výsledků numerických předpovědních metod, konstrukceslovní předpovědi počasí.

Literatura: W. Sancier: Principles of Meteorological Analysis, Univ. Press, Chicago 1955P.G. Wickham: The Practice of Weather Forecasting, London 1970

Speciální klimatologický seminář — 0/3 Z MET010Přirozené a antropogenní změny klimatu, změny klimatu v minulosti Země, příčiny klimatických změn. Klimatickémodely, antropogenní vlivy na klima, zesilování skleníkového efektu, konstrukce scénářů změny klimatu. Extrémníjevy, klima městských aglomerací.

Literatura: M. Z. Jacobson: Fundamentals of atmospheric modeling, Cambridge University Press, 1999, 656 str.P. J. Robinson A. Henderson-Sellers: Contemporary Climatology, Longman, 1999, 2. vyd. 317 str.Bude zadávána vyučujícím podle aktuálního vývoje oboru

Aplikace distančních pozorování a detekčních metod v meteorologii — 2/2 Z,Zk MET020Literatura: P.K.Rao et al..: Weather Satellites: Systems, Data and Environmental Apppplications. AMS,

Boston 1990L.J.Battan: Radar Observations of the Atmosphere. The University of Chicago Press,Chicago 1973

Synoptická interpretace diagnostických a prognostických polí — 2/2 Z,Zk MET033Metody zpracování a interpretace meteorologických dat.

Literatura: F. Pechala, J. Bednář: Příručka dynamické meteorologie, Academia, Praha, 1991J.R.Holton: An Introduction to Dynamic Meteorology. Academia Press, New York, London, 1972P.S. Ray: Mesoscale Meteorology and Forecasting. AS 1981

Fyzika oblaků a srážek — 2/0 Zk MET003Základní děje oblačné fyziky, kondenzace vodní páry, koalescence kapek, podmínky mrznutí vody v atmosféře,vývoj srážek, mikrostruktura a makrostruktura vrstevnatých a konvekčních oblaků.

Literatura: J. Podzimek: Fyzika oblaků a srážek, Nakl. ČSAV, Praha 1959, 476 str.B. J. Mason: The physics of Clouds, Clarendon Press, Oxford, 1971, 671 str.

2. rok studia

Chemismus atmosféry 2/0 Zk — MET019Základní chemické reakce probíhající v zemské atmosféře a ovlivňující životní prostředí.

Literatura: Seinfeld J.H., Pandis S. N.: "Atmospheric Cemistry and Physics. From Air Pollution to ClimateChange." John Wiley and Sons, Inc., New York, Chichester, Weinheim, Brisbane, Toronto 1998E. Meszáros: Atmospheric Chemistry. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1981Kouimtzis T., Samara C.: " Airborne particulate matter. The handbook of environmental chemistry"Springer-Verlag Berlin, 1995Fiala J. " Měření imisí. Monitoring znečištění a informační systém kvality ovzduší, studijní texty kurzuceloživotního vzdělávání " Praha, 1996Warneck P.:"Chemistry of the Natural Atmosphere", Academic Press, San Diego, San Francisco, NewYork, Boston, London, Sydney, Tokyo, 1999Brimlecombe P.: "Air composition and chemistry", Cambridge environmental chemistry series,Cambridge university press, 1996

Speciální meteorologický seminář I 0/3 Z — MET038

16

Seminář o aktuálních otázkách meteorologie. Vlny v atmosféře, využití při řešení prognostických úloh. Baroklinita,frontogenese. Mikrofyzika oblačných systémů. Synopticko-statistické metody vhodné ke krátkodobé předpovědikonvekce, příp. bouře. Aktuální otázky řešení na meteorologických pracovištích v České republice.

Literatura: Bude zadávána vyučujícím podle aktuálního vývoje oboru

Speciální meteorologický seminář II — 0/3 Z MET039Seminář o aktuálních otázkách meteorologie. Vlny v atmosféře, využití při řešení prognostických úloh. Baroklinita,frontogenese. Mikrofyzika oblačných systémů. Synopticko-statistické metody vhodné ke krátkodobé předpovědikonvekce, příp. bouře. Aktuální otázky řešení na meteorologických pracovištích v České republice.

Literatura: Bude zadávána vyučujícím podle aktuálního vývoje oboru

Předměty výběrově povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor meteorologie aklimatologie

1. rok studia

Statistické metody v meteorologii a klimatologii 2/1 Z,Zk — MET011Nelineární regrese, vícerozměrné metody, vícerozměrná lineární regrese, analýza hlavních komponent, shlukováanalýza. Časové řady v meteorologii, Markovské řetězce, autoregresní modely

Literatura: Jiří Anděl: Statistické metody, MATFYZPRESS, Praha 1993R. Sneyers: On the Statistical analysis of Series of Observations, WMO No 415, 1990T. Cipra: Analýza časových řad s aplikacemi v ekonomii. Praha, SNTL/ALFA, 1986u,

Šíření akustických a elektromagnetických vln v atmosféře 3/0 Zk — MET004Rozptyl a absorpce elektromagnetických a akustických vln v atmosféře, optické a akustické jevy v souvislosti sezvrstvením vzduchu, vodními kapičkami, ledovými a obecně aerosolovými částicemi.

Literatura: Jan Bednář: Pozoruhodné jevy v atmosféře. Atmosférická optika, akustika a elektřina. Academia,Praha, 1989, 236 str

Regionální klimatologie a klimatografie ČR 4/0 Zk — MET009Klasifikace klimatu, charakteristiky základních klimatických zón a typů, klima jednotlivých kontinentů, klima ČR.

Literatura: E. Landsberg: World Survey of climatology, vol.5-13 Elsevier, 1969-1981Podnebí ČSSR. Souborná studie . HÚ Praha 1969

Vlnové pohyby a energetika atmosféry 3/0 Zk — MET025Teorie vlnových dějů a transformací energie v atmosféře. Energetika atmosféry - Margulesův přístup, Lorenzovakoncepce. Energetika v barotropním modelu, energetika v jednoduchém geostrofickém baroklinním modelu,souvislost energetiky s vlnovými pohyby velkých měřítek. Klasifikace a popis atmosférických vlnových pohybů.Metoda malých kmitů. Rossbyho vlny. Kombinované vlnové pohyby, problém filtrace. Gravitační vlny. Frontálnívlny. Formulace problému instability.

Literatura: F. Pechala, J. Bednář: Příručka dynamické meteorologie,Academia, Praha, 1991G. J. Haltiner: Numerical Weather Prediction, John Wiley & Sons, New York, London, Sydney,Toronto, 1971J. van Mieghem: Atmospheric Energetics, Clarendon Press, Oxford, 1973

Turbulence v atmosféře 3/0 Zk — MET032Teorie atmosférické turbulence. Zavedení pojmu turbulence, historie, základní vlastnosti. Teorie pohybu tekutin -dynamický systém (Lorenzův model), buněčné modely, kinetický popis, kontinuum. Statistický popis turbulence,

17

Reynoldsovy podmínky, pohybové rovnice, rovnice kontinuity v aproximaci mělké vody, problém uzávěru, korelacevyšších řádů, teorie turbulence. Homogenní a izotropní turbulence - vlastnosti, korelační tenzor, pohybové rovnice.Turbulentní difúze - Lagrangeova analýza. Modely turbulence - algebraické (Prandtlova teorie přenosu hybnosti,Taylorova teorie přenosu vířivosti, von Kármánova podobnostní teorie), jednobodové modely (k-epsilon).

Literatura: H.Tennekes, J.L.Lumley: A First Course in Turbulence, The MIT Press, Cambridge, Mass, (1972)H.A.Panofsky, J.A.Dutton: Atmospheric Turbulence, John Wiley and sons, (1984)R.S.Azad: The Atmospheric Boundary Layer for Engineers, Kluwer Academic Publishers (1993)

Dynamické předpovědní metody 3/0 Zk — MET024Matematicko-fyzikální metody předpovědi termobarických polí.

Literatura: W. Haltiner: Numerical prediction and dynamic meteorology (1980)S. Brandejs: Úvod do početní předpovědi počasí (1957)M. Škoda, O. Zikmunda: Objektivní metody předpovědi v synoptické meteorologii (1966)F. Mesinge, A. Arakawa:Čislennyje metody ispolzujemyje v atmosfernych moděljach I (1976,resp.1979)Kasahara (ed.) Čislennyje metody ispolzujemyje v atmosfernych moděljach II (1979, resp. 1982)Chang (ed.) General circulation models of the atmosphere (1977)

Numerické řešení rovnic prognostických modelů 2/0 Zk — MET008Přednáška se zabývá fyzikální a matematickou formulací soudobých meteorologických předpovědních modelů, tedyhydrostatických i nehydrostatických baroklinních modelů a jejich numerickým řešením na počítačích. Výběr apříprava dat pro model, kontrola došlých naměřených dat, principy objektivní analýzy asimilací dat, metodaoptimální interpolace, inicializace vstupních dat, energetika modelu a jeho konzistence, vlastnosti systémů zákonůzachování, formulace počátečních úloh a okrajových podmínek, výsledky modelů a jejich grafické zpracování.

Literatura: G. J. Haltiner, R. T. Williams: Numerical Prediction and Dynamic Meteorology, John Wiley & Sons,New York, Chichester, Brisbane, Toronto, 1980

2. rok studia

Speciální seminář realizace numerických předpovědních modelů 0/2 Z 0/2 Z MAF015Seminář se zabývá realizací meteorologických modelů na počítačích. Vychází z praktických zkušenostípřednášejícího s modelováním v Českém hydrometeorologickém ústavu i Météo France. Zabývá se programovánímmeteorologických předpovědních modelů a realizací výpočtu na počítačích různé architektury, tedy isuperpočítačích. Je studován zejména model ČHMÚ jehož hlavním autorem je přednášející. Model je proto kdispozici a můžeme s ním na katedře provádět různé zkušební výpočty, nebo jej můžeme modifikovat a provádětvýpočty po modifikaci modelu. Jsou studovány též francouzské modely ARPEGE a ALADIN.

Literatura: rozsáhlá časopisecká literatura podle aktuálního vývoje oboru

Letecká meteorologie — 2/0 Zk MET015Základní poznatky studia vlivu meteorologických dějů a jevů v letectví. Metody řešení specielních otázek konvekceve sportovním létání, vlivy počasí na leteckou činnost v rámci zemědělství.

Literatura: England/Ulbricht: Flugmeteorologie, VEB Verlag, Berlin 1980

Elektrické jevy v atmosféře 2/0 Zk — MET001Základní děje atmosférické elektřiny, elektrická struktura atmosféry, elektřina klidného ovzduší, oblačná a bouřkováelektřina, bodové výboje, blesky.

Literatura: J. Bednář: Pozoruhodné jevy v atmosféře. Atmosférická optika, akustika a elektřina. Academia, Praha,1989, 236 str.J. A. Chalmers: Atmospheric Electricity, Pergamon Press, Oxford, 1967, 515 str.

18

Šíření exhalací v atmosféře 2/0 Zk — MET005Zdroje znečišťujících příměsí, emise, imise. Mechanizmy transportu znečišťujících příměsí v atmosféře, suchá amokrá depozice, základní typy antropogenních příměsí a jejich nejdůležitější chemické reakce. Prostorová měřítkapřenosu znečišťujících příměsí v atmosféře, lagrangeovské a eulerovské modely, vlečkové modely, puff-modely,princip disperzního modelování, praktické aplikace gaussovských modelů. Typizace meteorologických podmínek zhlediska účinnosti prostorového rozptylu znečišťujících příměsí. Zpětné vlivy znečištění ovzduší na meteorologickéděje.

Literatura: J. Bednář, O. Zikmunda: Fyzika mezní vrstvy atmosféry. Academia, Praha, 1985, 245 str.S. Tiwomey: Atmospheric aerosols. Elsvier, Amsterodam, Oxford, New York, 1977, 302 str.J. H. Seinfeld: Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution, John Willey & Sons, 1997

Atmosférické procesy mezosynoptického měřítka 3/0 Zk — MET031Vymezení pojmu mezosynoptické měřítko. Historie tohoto pojmu. Klasifikce atm. procesů. Časová a prostorováměřítka. Role mezosynoptických procesů z hlediska transportu energie. Základní typy atm. instabilit. Vztlakováinstabilita. Inerční (symetrická) instabilita. Kelvinovy-Helmholtzovy vlny. Gravitační vlny. Mechanismus vzniku.Transport hybnosti a energie. Horské vlny. Förchtgottova klasifikace závětrných efektů. Scorerův parametr. Základnímodelové příklady závětrných vlnových procesů. Termicky indukovaná cirkulace. Vertikální hustotní měřítko."Mělká" a "hluboká" cirkulace. Atmosférické fronty a tryskové proudění. Frontogenetické funkce, frontogeneze,frontolýza. Kinematika a dynamika frontogeneze. Modely. Frontální vektor. Role ageostrofického proudění.Tropopauza.

Literatura: P.S.Ray: Mesoscale Meteorology and Forecasting. AMS 1981B.W. Atkinson: Meso-scale Atmospheric Circulation. Academic Press, London, 1981R.A. Pielke: Mesoscale Meteorological Modeling. Academic Press, 1984

Matematické modelování oblačných a srážkových procesů v atmosféře 2/0 Zk — MET054Postupy matematického modelování zaměřeného na procesy různého časového a prostorového měřítka, které vedouk vývoji oblačných systémů a ke vzniku srážek. Zaměřeno na metody, které ústí v objektivní předpověď srážek vestředních zeměpisných šířkách.

Literatura: Pruppacher,H.R., J.D.Klett (1997): Microphysics of clouds and precipitation. Second revised andenlarged edition with an introduction to cloud chemistry and cloud electricity. Atmospheric andoceanographic sciences library, Vol.18, Kluwer Academic Publishers, 954 str.Houze,R.A.Jr.(1993): Cloud dynamics, Academic Press, 573 str.Cotton,W.R., R.A.Anthes (1989): Storm and cloud dynamics., Academic Press, 877 str.Emanuel K.A., Raymond,D.J.(1993): The representation of cumulus convection in numerical models.Meteorol.Monographs, Vol.24, Nb.46, AMS, 246 str.

4. Teoretická fyzika

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor teoretická fyzika

Termodynamika a statistická fyzika I 3/2 Z,Zk — TMF043Termodynamika: základní pojmy, teplota; první a druhý zákon termodynamický, entropie, absolutní teplota;termodynamické potenciály, teorie plynů; termodynamika dielektrik a magnetik; termodynamika elastických těles;třetí zákon termodynamický; fázové přechody a kritické jevy; povrchové jevy; termodynamická teorie fluktuací.

Literatura: J. Kvasnica: Termodynamika, SNTL, 1965J. Kvasnica: Statistická fyzika: Academia, Praha, 1983F. Čulík, M. Noga: Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky, SNTL, Praha, 1982

Termodynamika a statistická fyzika II — 3/2 Z,Zk TMF044

19

Statistická fyzika: pravděpodobnostní popis makroskopických systémů; statistická entropie; izolovaný rovnovážnýsystém, mikrokanonický soubor; systém v rovnováze s termostatem, kanonický soubor; termodynamika jakodůsledek statistickémechaniky; ideální plyn, hustý plyn, kvantové plyny; časový vývoj.Literatura: J. Kvasnica: Termodynamika, SNTL, 1965

J. Kvasnica: Statistická fyzika: Academia, Praha, 1983F. Čulík, M. Noga: Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky, SNTL, Praha, 1982

Kvantová teorie I 4/2 Z,Zk — JSF060Hlavní náplní jsou základní principy a matematický aparát kvantové teorie a aplikace teorie na konkrétní systémy.

Literatura: J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Praha 1983A.. Messiah: Quantum Mechanics I.,II., Amsterdam 1964P.A.M. Dirac: Principles of Quantum Mechanics, Oxford 1958K. Gottfried: Quantum mechanics I. New York 1966J. P, L. Gomolčák, V. Černý: Úvod do kvantové mechaniky, Bratislava 1983.

Kvantová teorie II — 4/2 Z,Zk JSF061Hlavní náplní jsou základní principy a matematický aparát kvantové teorie a aplikace teorie na konkrétní systémy.


1. rok studia

Relativistická fyzika I 4/2 Z,Zk — TMF037Obecná teorie relativity: princip ekvivalence a princip obecné kovariance, paralelní přenos a rovnice geodetiky,gravitační rudý posuv; tenzorová analýza, křivost; Einsteinův gravitační zákon. Eulerovy rovnice pro dokonaloutekutinu. Schwarzschildovo řešení Einsteinových rovnic.


Relativistická fyzika II — 4/2 Z,Zk TMF038Černé díry a gravitační kolaps. Linearizovaná teorie gravitace, gravitační vlny. Relativistická astrofyzika:relativistické modely hvězd; Chandrasekharova mez a závěrečná stadia vývoje hvězd. Relativistická kosmologie:Hubbleova expanze; kosmologický princip, Robertsonova-Walkerova metrika; Friedmannovy modely;kosmologický rudý posuv; počáteční stadia vývoje vesmíru, antropický princip. Pokračování přednášky TMF037.


Kvantová teorie pole I 4/2 Z,Zk — JSF068Rovnice relativistické kvantové mechaniky. Lagrangeovský formalismus v klasické teorii pole. Kanonickékvantování volných polí. Interakce kvantovaných polí. Poruchový rozvoj S-matice. Feynmanovy diagramy.Kvantová elektrodynamika. Regularizace a renormalizace.

Literatura: L. Ryder: Quantum Field Theory, Cambridge, Univ. Press 1996M. Peskin, D. Schroeder: An Introduction to Quantum Field Theory, Perseus Books 1995.

Kvantová teorie pole II — 4/2 Z,Zk JSF069

20

Rovnice relativistické kvantové mechaniky. Lagrangeovský formalismus v klasické teorii pole. Kanonickékvantování volných polí. Interakce kvantovaných polí. Poruchový rozvoj S-matice. Feynmanovy diagramy.Kvantová elektrodynamika. Regularizace a renormalizace.


Teorie kondenzovaného stavu I 2/0 Zk — FPL108Optické a magnetické vlastnosti a transport v pevných látkách objemových, se sníženou dimenzí i mezoskopických.Vliv translační symetrie a její narušení vnějšími poli či vnitřními poruchami. Na příkladu kmitů mříže aelektromagnetického záření je ukázáno kvantování fyzikálních polí. Jsou zavedeny kvazičástice (excitony, magnony,plasmony, polarony). Použitím metod poruchové teorie, kanonické transformace a Greenových funkcí je na příkladuelektron-fononové interakce probrána jejich vzájemná interakce.

Literatura: CH. Kittel: Kvantová teória tuhých látok. Orig. J. Wiley (1963), slov. Alfa Bratislava (1977),GF: L. Hedin and L. Sunquist: Solid State Physics 23 (1969)TB-CPA: B. Velický, S. Kirpatrik, H. Ehrenreich: Phys. Rev. 157, 747 (1968)KKR-CPA: J.S. Faulkner and G.M. Stocks: Phys Rev. B21, 3222 (1980)

Předměty výběrové povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor teoretická fyzika

1. rok studia

Teorie kondenzovaného stavu II — 2/0 Zk FPL109Teorie lineaární odezvy, kinetické přístupy ke koeficientům lineární odezvy, optické vlastnosti kondenzované fáze.Pohyb elektronu v silných polích. Experimenty rozptylu a Moessbauerův jev.

Literatura: CH. Kittel: Kvantová teória tuhých látok. Orig. J. Wiley (1963), slov. Alfa Bratislava (1977GF: L. Hedin and L. Sunquist: Solid State Physics 23 (1969)TB-CPA: B. Velický, S. Kirpatrik, H. Ehrenreich: Phys. Rev. 157, 747 (1968)KKR-CPA: J.S. Faulkner and G.M. Stocks: Phys Rev. B21, 3222 (1980)

Cvičení z teorie kondenzovaného stavu I 0/2 Z — FPL…Cvičení ke stejnojmenné přednášce. Zaměřeno na získání výpočetní zručnosti a hlubší pochopení přednášené látky.


Cvičení z teorie kondenzovaného stavu II — 0/2 Z FPL...Cvičení ke stejnojmenné přednášce. Zaměřeno na získání výpočetní zručnosti a hlubší pochopení přednášené látky.


2.rok studia

Seminář matematické fyziky 0/2 Z 0/2 Z TMF008Referáty pracovníků ÚTF a hostů z různých oblastí teoretické fyziky

Literatura: Literatura zadaná jednotlivými přednášejícími.

Cvičení z teorie kondenzovaného stavu I 0/2 Z — FPL...

21

Cvičení ke stejnojmenné přednášce. Zaměřeno na získání výpočetní zručnosti a hlubší pochopení přednášené látky.


Kvantová teorie pole II — 4/2 Z,Zk JSF069Rovnice relativistické kvantové mechaniky. Lagrangeovský formalismus v klasické teorii pole. Kanonickékvantování volných polí. Interakce kvantovaných polí. Poruchový rozvoj S-matice. Feynmanovy diagramy.Kvantová elektrodynamika. Regularizace a renormalizace.


Relativistická fyzika II — 4/2 Z,Zk TMF038Černé díry a gravitační kolaps. Linearizovaná teorie gravitace, gravitační vlny. Relativistická astrofyzika:relativistické modely hvězd; Chandrasekharova mez a závěrečná stadia vývoje hvězd. Relativistická kosmologie:Hubbleova expanze; kosmologický princip, Robertsonova-Walkerova metrika; Friedmannovy modely;kosmologický rudý posuv; počáteční stadia vývoje vesmíru, antropický princip. Pokračování přednášky TMF037.


Teorie kondenzovaného stavu II — 2/0 Zk FPL109Teorie lineaární odezvy, kinetické přístupy ke koeficientům lineární odezvy, optické vlastnosti kondenzované fáze.Pohyb elektronu v silných polích. Experimenty rozptylu a Moessbauerův jev.


Cvičení z teorie kondenzovaného stavu II — 0/2 Z FPL...Cvičení ke stejnojmenné přednášce. Zaměřeno na získání výpočetní zručnosti a hlubší pochopení přednášené látky.


Kvantová teorie pole II — 4/2 Z,Zk JSF098Relativistická kvantová mechanika. Obecná kvantová teorie polí a její aplikace zejména v oblasti subjaderné fyziky.

Literatura: J Formánek: Úvod do relativistické kvantové mechaniky a kvantové teorie pole IIa, IIb, Praha 2000J.D. Bjorken, S.D. Drel: Relativistic Quantum Fields. New York 1965.C. Itzykson, J.-B. Zuber: Quantum Field Theory, New York 1980.S.J. Chang: Introduction to Quantum Field Theory, Singapor (1990)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields I. Cambridge (1995)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields II. Cambridge (1996)

Geometrické metody teoretické fyziky — 3/2 Z,Zk TMF009Základní pojmy z topologie. Základy tenzorové analýzy na varietách: diferencovatelné variety, jejich tečné prostory,vektorová pole; afinní konexe, paralelní přenos a geodetické křivky; tenzorová pole, torze a křivost; Riemannovy apseudo-Riemannovy variety, Riemannova konexe; Gaussova teorie ploch, Gaussova formule. Diferenciální formy:

22

základní operace a věty; Maxwellova teorie a Riemannova geometrie ve formalismu forem, Cartanovy rovnicestruktury, Bianchiho identity; integrace na varietách. Lieovy grupy a algebry, exponenciální zobrazení, grupytransformací. Fibrované prostory a bundly. Aplikace geometrických metod ve fyzice.

Literatura: O. Kowalski: Základy Riemannovy geometrie , skripta, vydavatelství Karolinum, 1995S. Helgason: DifferenciaŤnaja geometrija i simmetričeskije prostranstva (překlad z angličtiny),Izd. MIR, Moskva 1964 (Kapitola 1)

Kalibrační teorie polí 2/0 Zk — TMF022Kalibrační invariance, spontánní narušení symetrie, jednotná teorie elektroslabé interakce, kvantová teoriekalibračních polí, renormalizace a renormalizační grupa, poruchové řady.

Literatura: J. Novotný:Vybrané partie teorie kvantovaných polí, (elektronická skripta)http://nc25.troja.mff.cuni.cz/ucjf/iso-8859-2/teorie/postscript/text23.psR.P. Feynman, A. Hibs: Quantum Mechanics and Path Integrals (Mc Graw hill, NY, 1965)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields I., Cambridge University Press, Cambridge 1995J. Glimm, A. Jaffe: Quantum Physics. A Functional Integral Print of View, Springer Verlag, No.4,Heidelberg, Berlin 1981.

Teorie grup a symetrie ve fyzice I 3/0 Zk — TMF017Symetrie ve fyzice, množiny s algebraickou a topologickou strukturou, konečné grupy a jejich reprezentace.

Literatura: E.P. Wigner, Group Theory (Academic Press, New York and London 1959)V. Heine, Group Theory in Quantum Mechanics (Pergamon Press, London 1960)

Teorie grup a symetrie ve fyzice II — 2/0 Zk TMF018Lieovy grupy a algebry a jejich reprezentace. Teorie nekonečných Lieových algeber. Pokračování přednáškyTMF017.

Literatura: E.P. Wigner, Group Theory (Academic Press, New York and London 1959)V. Heine, Group Theory in Quantum Mechanics (Pergamon Press, London 1960)

Základy teorie elektroslabých interakcí — 2/2 Z,Zk JSF085Cesta k fenomenologické V-A teorii slabých interakcí. Idea sjednocení slabých a elektromagnetických interakcí.Neabelovské kalibrační pole a Higgsův mechanismus. Glashow-Weinberg-Salamův standardní model elektroslabýchinterakcí.

Literatura: P. Renton: Electroweak interactions (Cambridge Univ. Press, 1990)J. Hořejší: Fundamentals of electroweak theory (Karolinum, 2002)

Teoretická atomová fyzika 2/0 Zk — TMF030Teorie atomových procesů s aplikacemi v nerelativistické astrofyzice. Atomy a ionty, atomová spektra, srážkyatomárních částic, molekulární procesy, resonance.

Literatura: Fano V., Ran A.R.P.: Atomic Collision and Spectra, Academic Press, New York, 1986Friedrich H.: Theoretical Atomic Physics, Springer Verlag, Heidelberg, 1991Kukulin V.I., Krasnopolsky V.M., Horáček J.: Theory of Resonances, Kluwer-Academia, Praha, 1989

Teorie plazmatu 2/0 Zk — TMF020Driftové přiblížení pohybu částic v elektromagnetických polích. Boltzmannova a Vlasovova kinetická rovnice.Soustava fluidních a magnetohydrodynamických rovnic. Rovnováha a stabilita plazmatu. Disperzní rovnice prošíření vln ve studeném plazmatu. Kinetická teorie šíření vln v horkém plazmatu, Landauův útlum, absorbce anestabilita vln. Nelineární interakce vln s plazmatem: zachycené částice a kvazilineární aproximace. Ponderomotivnísíly v plazmatu. Slabá a silná turbulence plazmatu, vzájemná interakce vln. Deterministický chaos -- úvod do teorie aužití v modelech anomálních jevů v plazmatu. Plazma nízkoteplotní, termonukleární a astrofyzikální.

23

Literatura: Kracík J., Tobiáš J.: Fyzika plazmatu, Academia Praha 1966.Chen F. F.: Úvod do fyziky plazmatu, Academia Praha 1984.

Teorie fázových přechodů 2/0 Zk — TMF019Systémy na mřížce, fázové přechody prvního druhu, kritické chování, renormalizační grupa.

Literatura: J. J. Binney et al.: The Theory of Critical Phenomena, An Introduction to the Renormalization Group(Clarendon Press, Oxford 1992)

Vybrané partie teorie kvantovaných polí I 3/0 Zk — JSF082Dráhový integrál v kvantové mechanice. Funkcionální metody a Greenovy funkce. Wickova rotace a partiční suma.Berezinův integrál.

Literatura: J. Novotný: Vybrané partie teorie kvantovaných polí, (elektronická skripta)http://nc25.troja.mff.cuni.cz/ucjf/iso-8859-2/teorie/postscript/text23.psR.P. Feynman, A. Hibs: Quantum Mechanics and Path Integrals (Mc Graw hill, NY, 1965)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields I., Cambridge University Press, Cambridge 1995J. Glimm, A. Jaffe: Quantum Physics. A Functional Integral Print of View, Springer Verlag, No.4,Heidelberg, Berlin 1981.

Vybrané partie teorie kvantovaných polí II — 3/0 Zk JSF083Funkcionální metody v kvantové teorii pole. Kontinuální integrál. Wardovy identity a anomálie. Kvantováníneabelovských kalibračních polí.

Literatura: J. Novotný:Vybrané partie teorie kvantovaných polí, (elektronická skripta)http://nc25.troja.mff.cuni.cz/ucjf/iso-8859-2/teorie/postscript/text23.psR.P. Feynman, A. Hibs: Quantum Mechanics and Path Integrals (Mc Graw hill, NY, 1965)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields I., Cambridge University Press, Cambridge 1995J. Glimm, A. Jaffe: Quantum Physics. A Functional Integral Print of View, Springer Verlag, No.4,Heidelberg, Berlin 1981.

Vybrané kapitoly z matematické fyziky — 2/0 Zk TMF025Pokročilejší partie kvantové teorie: operátory na Hilbertových prostorech; postuláty kvantové mechaniky, stavy apozorovatelné v kvantové mechanice; globální a lokální relace neurčitosti; kanonické komutační relace; časovývývoj, Schrödingerovy operátory; bodové a kontaktní interakce.

Literatura: J. Blank, P. Exner, M. Havlíček: Lineární operátory v kvantové fyzice, Karolinum, Praha 1993

Deterministický chaos — 2/0 Zk MAF026Některé pojmy z teorie dynamických systémů. Ergodické systémy a systémy s mísením. Chaos v hamiltonovskýchsystémech, chaos v disipativních systémech. Podivné atraktory, fraktální dimenze, Ljapunovovy exponenty, K-entropie. Aplikace ve fyzice atmosféry a v teorii klimatu.

Literatura: E. Ott: Chaos in dynamical systems, Cambridge University Press, Cambridge, (1993)G.L. Baker, J.P. Gollub: Chaotic dynamics: an introduction, Cambridge University Press,2. vyd. (1996)J. Horák, L. Krlín: Deterministický chaos a matematické modely turbulence, Academia, Praha,(1996), 444 str.H.D.I. Abarbanel et al.: The analysis of observed chaotic data in physical systems, Rev. Mod. Physics,65, (1993), 1331-1392Lorenz E.N.: The essence of chaos, University of Washington Press, 3. vyd. (1999)

Procesy v kosmickém plazmatu — 2/0 Zk TMF028Základy klasické a relativistické kinetické teorie s aplikacemi na magnetohydrodynamiku a zářivou hydrodynamikuv astrofyzice. Doplňkové partie z teorie relativity, elektrodynamiky a diferenciální geometrie.

24

Literatura: Kracík J., Tobiáš J.: Fyzika plazmatu, Academia Praha 1966. Chen F. F.: Úvod do fyziky plazmatu, Academia Praha 1984.

Kvantové fázové přechody — 2/0 Zk TMF035Fázové přechody v krystalických pevných látkách, teorie středního pole pro fázové přechody druhého druhu,renormalizovaná poruchová teorie. Kvantové fluktuace v kritické oblasti nízkoteplotních fázových přechodů a jejichteoretický popis. Supravodivost, magnetické fázové přechody v systémech s těžkými fermiony, elektronoválokalizace a přechod kov-izolátor.

Literatura: J. J. Binney et al.: The Theory of Critical Phenomena, An Introduction to the Renormalization Group(Clarendon Press, Oxford 1992)

Kvantová teorie molekul — 3/2 Z,Zk BCM039Bornova-Oppenheimerova a adiabatická aproximace. Hückelova metoda. Hartreeho, Hartreeho-Fockovy aRoothaanovy rovnice. Semiempirické a ab initio metody kvantové chemie. Korelační energie. Symetrie.Mezimolekulární interakce. Polarizovatelnost. Kmity molekul. Chemická reaktivita.

Literatura: A.S. Davydov: Kvantová mechanika. SPN, Praha 1978L. Skála: Kvantová teorie molekul. Univerzita Karlova, Praha 1994

Pravděpodobnostní metody ve fyzice I 2/0 Zk — BCM078Axiomatika teorie, náhodné proměnné, jejich posloupnosti, náhodné funkce. Teorie Brownova pohybu. Langevinovarovnice, stochastické diferenciální rovnice. Aplikace ve fyzice pevných látek, fyzice polymerů, optice.

Literatura: G. Zaslavskij, R. Z. Sagdeev, Vvedenije v nelinejnuju fyziku. Nauka, Moskva 1998

Pravděpodobnostní metody ve fyzice II — 2/0 Zk BCM079Axiomatika teorie, náhodné proměnné, jejich posloupnosti, náhodné funkce. Teorie Brownova pohybu. Langevinovarovnice, stochastické diferenciální rovnice. Aplikace ve fyzice pevných látek, fyzice polymerů, optice.


Pravděpodobnost a matematika fázových přechodů I 2/0 Zk — TMF027Základní pojmy teorie pravděpodobnosti a matematické statistické fyziky (teorie Gibbsových stavů). Zvláštnípozornost je věnována matematické teorii nízkoteplotních fázových přechodů v mřížových modelech


Pravděpodobnost a matematika fázových přechodů II — 2/0 Zk TMF047Úvod do matematické teorie Gibbsových stavů. Zkoumání fázových přechodů některých význačných modelů(Isingova typu). Pokračování přednášky TMF027.


Základy počítačové fyziky I 2/1 Z,Zk — EVF040HW a SW základy počítačové fyziky. Hlavní směry počítačové fyziky - numerické výpočty, řízení experimentů,zpracování textu, zpracování obrazu, integrální transformace, symbolické manipulace, spojité a částicovémodelování. Základy matematické statistiky a počtu pravděpodobnosti. Numerické metody. Jazyk FORTRAN 77.Určeno pro posluchače oboru fyzika kromě stud. směru FPIP.

Literatura: Press W.H. et al.: Numerical Recipes in FORTRAN (Pascal, C) Cambridge University Press,Cambridge 1992Hrach R.: Numerické metody ve fyzikální elektronice I skripta MFF UK, SPN, Praha 1981

Základy počítačové fyziky II — 2/2 Z,Zk EVF041

25

HW a SW základy počítačové fyziky. Hlavní směry počítačové fyziky - numerické výpočty, řízení experimentů,zpracování textu, zpracování obrazu, integrální transformace, symbolické manipulace, spojité a částicovémodelování. Základy matematické statistiky a počtu pravděpodobnosti. Numerické metody. Jazyk FORTRAN 77.Určeno pro posluchače oboru fyzika kromě stud. směru FPIP.Literatura: Press W.H. et al.: Numerical Recipes in FORTRAN (Pascal, C) Cambridge University Press,

Cambridge 1992Hrach R.: Numerické metody ve fyzikální elektronice I skripta MFF UK, SPN, Praha 1981

Moderní aplikace statistické fyziky I 2/0 Zk — TMF049Nové trendy v aplikacích statistické fyziky, která se dnes uplatňuje i v řadě netradičních oblastí a umožňuje výkladsložitých přírodních a také společenských dějů. Obsah: fraktální geometrie, mřížkové modely, kritické jevy,stochastické diferenciální rovnice, modely růstu, celulární automaty, samoorganizované kritické jevy.

Literatura:

Moderní aplikace statistické fyziky II — 2/0 Zk TMF050Obsah: metody teorie pole ve statistické fyzice, neuspořádané systémy, spinová skla, neuronové sítě, evolucesložitých systémů; aplikace statistické fyziky v ekonomii. Pokračování přednášky TMF049.

Literatura:

Statistická fyzika kvantových mnohočásticových systémů I 2/0 Zk — TMF031Kvantová statististická mechanika, druhé kvantování a Fockův prostor, ideální a neideální kvantové plyny,dvoučásticové interakce. Poruchová teorie pro interagující systémy, Matsubarův formalismus, analytické vlastnostiporuchové řady a Greenovy funkce. Feynmanovy diagramy, Dysonova a Betheho-Salpeterova rovnice, Wardovyidentity a jednoduché aproximace. Interagující elektrony v kovech, mikroskopické základy teorie Fermiho kapaliny.

Literatura: J. W. Negele, H. Orland, Quantum Many-Particle Physics, Addison-Wesley Publishing House,Redwood City, 1988G. D. Mahan, Many-Particle Physics, Plenum Press, New York 1990 (2nd edition)G. Rickayzen, Green's Functions and Condensed Matter, Academic Press, London 1984

Statistická fyzika kvantových mnohočásticových systémů II — 2/0 Zk TMF032Silně interagující částice, mřížové modely, elektron-elektronová a elektron-fononová interakce. Selfkonzistentníaproximace pro silně korelované elektrony: funkcionální integrál a metoda sedlového bodu, statické aproximace,teorie středního pole a limita velkých dimenzí. Kvantové dynamické jevy: Kondův jev a formování lokálníchmagnetických momentů, teorie magnetismu v tranzitivních kovech. Mikroskopická teorie supravodivosti. Exaktněřešitelné modely - Betheho ansatz pro korelované elektrony. Pokračování přednášky TMF031.


Klasická teorie záření — 2/0 Zk TMF014Teorie záření v rámci maxwellovské elektrodynamiky: záření v otevřeném prostoru, klasická teorie rozptylu aradiační reakce; záření v prostoru s rozhraním, vlnovody.

Literatura: L. Landau, E. Lifšic: Těorija polja, GIFML, Moskva, 1960Panovski-Phillips: Classical Electricity and MagnetismRamo-Whinnery: Fields and Waves in Modern RadioOriginální práce v Čs. čas. fyz. a Czech. J. Phys

Interpretace kvantové mechaniky 2/1 Zk — TMF036V přednášce se budeme zabývat základy kvantové mechaniky, zejména pak povahou kvantového měření.Seznámíme se s různými formulacemi kvantové mechaniky, jejich vzájemnými vztahy, výhodami a problémy.

26

Literatura: J.Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia, Praha, 1983.J. von Neumann, Mathematical Foundations of Quantum mechanics, (překlad R. T. Beyer), PrincetonUniversity Press, Princeton, N.J., 1949.R. P. Feynman, A. R. Hibbs: Quantum Mechanics and Path Integrals, McGraw-Hill, New York, 1965.R. P. Feynman: The Strange Theory of Light and Matter, Princeton University Press, Princeton,N.J., 1985.

Počítačové simulace ve fyzice mnoha částic 2/0 Zk — TMF021Základy metody Monte Carlo, metoda molekulární dynamiky, MC simulace mřížkových systémů, kvantové MCsimulace, nerovnovážná molekulární dynamika.

Literatura: I.M. Sobol, Cislennyje metody Monte Carlo, Nauka, Moskva 1973.

Pokročilé simulace ve fyzice mnoha částic — 2/0 Zk TMF024

Pokročilé metody Monte Carlo a molekulární dynamika, jejich aplikace na nerovnovážné a kvantové systémy.Nehomogenní systémy, transportní koeficienty, kinetické MC, multispinové kódování pro celulární automaty,simulace z prvních principů.

Literatura: I.M. Sobol, Cislennyje metody Monte Carlo, Nauka, Moskva 1973.

Nebeská mechanika I 4/0 Zk — AST005Pohyby v gravitačním poli; problém dvou těles, teorie poruch, gravitační pole kosmických těles. Reprezentace gruprotací, různá vyjádření poruchové funkce.

Literatura: P. Andrle, Základy nebeské mechaniky, Academia, Praha, 1976M.F. Subbotin, Vvedenije v nebesnuju mechaniku, Nauka, Moskva, 1968E.P. Aksjonov, Těorija dviženija iskustvenych sputnikov Zemlji, Nauka, Moskva, 1977W.M. Smart, Celestial Mechanics, Longmans, Green and Co., 1953 (nebo ruský překlad)D. Brouwer, and G. Clemence, Methods of Celestial Mechanics, Academic Press, New York,1961 (nebo ruský překlad)

Nebeská mechanika II — 4/0 Zk AST011Omezený problém tří těles, poruchy v pohybu planet. Řešení hamiltonovsky formulovaných úloh s poruchovýmpotenciálem - von Zeipelova metoda. Elementy Hillovy-Brownovy teorie pohybu Měsíce. Lagrangeova-Laplaceovateorie pohybu planet.

Literatura: P. Andrle, Nebeská mechanika - Analytické metody, Academia, Praha, 1987D. Brouwer, and G. Clemence, Methods of Celestial Mechanics, Academic Press, New York, 1961M.F. Subbotin, Vvedenije v nebesnuju mechaniku, Nauka, Moskva, 1968W.M. Smart, Celestial Mechanics, Longmans, Green and Co., 1953 (nebo ruský překlad)V. Szebehely, Theory of Orbits, Academic Press, New York, 1967 (nebo ruský překlad)A.P. Markeev, Točki libracii v nebesnoj mechanike i kosmodinamike, Nauka, Moskva, 1978

Elementární procesy v kosmické fyzice — 2/1 Zk AST024Nejdůležitější procesy v částicové astrofyzice, synchrotronové záření, Comptonův rozptyl. Pohyb a záření nabitýchčástic v kosmických podmínkách. Akreční proces.


Relativistický seminář 0/2 Z 0/2 Z TMF006Speciální partie teorie relativity a relativistické fyziky. Referáty pracovníků a studentů ÚTF a hostů aktivněpracujících v dané oblasti.

27

Literatura: Články zadané vedoucími semináře.

Seminář atomové fyziky 0/2 Z 0/2 Z TMF045Studium elementárních srážkových procesů v atmosférách planet a hvězd se zřetelem na rezonanční procesy.Literatura: Články zadané vedoucími semináře.

Seminář teoretické fyziky II — 0/2 Z TMF012Nabídky tématiky diplomových prací z teoretické fyziky.

Literatura: Články zadané vedoucími semináře.

5. Fyzika kondenzovaných soustav a materiálů

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor fyzika kondenzovaných soustav amateriálů

Kvantová teorie 4/2 Z, Zk — FPL010Formální schema KT. Teorie momentu hybnosti a spin. Metody přibližného řešení stacionární SR. Teorie rozptylu.Přibližné řešení nestacionární SR. Zlaté pravidlo. Semiklasická teorie emise a absorpce záření.

Literatura: J. Klíma, B. Velický: Kvantová mechanika I, II, skriptum UKA.S. Davydov: Kvantová mechanika, SPN 1978J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia 1983L. Landau, E.M. Lifšic: Kvantovaja mechanika, Moskva 1963

Úvod do fyziky kondenzovaných soustav — 6/0 Zk ......Tato přehledná přednáška navazuje na úvodní kurz fyziky a zejména na předmět Fyzika IV. Má umožnit základníorientaci v současných představách fyziky kondenzovaného stavu, ve fyzikálních mechanismech určujících aovlivňujících nedůležitější vlastnosti materiálů. Principy základních experimentálních metod studia kondenzovanýchsoustav. Principiální experimenty a základní měrné metody fyziky kondenzovaných soustav. Vlastnostikrystalických, nekrystalických anorganických i organických látek, s využitím fenomenologických,termodynamických, statistických a kvantově mechanických metod popisu.

Literatura: Ch.Kittel, Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha 1985;B. Meissner, V. Zilvar, Fyzika polymerů, SNTL, Praha 1987;M. P .Marder, Condensed Matter Physics, Condensed Matter Physics, J. Wiley and Sons, New York2000;N. E. Cusack, The Physics of Structurally Disordered Matter, Adam Hilger, Bristol 1988;N. W. Ashcroft, N. D. Mermin, Solid State Physics, Harcourt Colledge Publ., Forth Worth 1976;H. Ibach, H. Lüth, Solid State Physics, An Introduction to Principles of Materials Science, Springer,Berlin 1995.

Experimentální cvičení — 0/2 Z ......Obsahová náplň předmětu bude v přímé návaznosti na přednášku Úvod do fyziky kondenzovaných soustav a budeprobíhat ve formě demonstračních úloh v laboratořích pracovišť, podílejících se na zajišťování výuky oboru. Obsahpředmětu bude společný pro celý obor. Demonstrace experimentálního studia principiálních fyzikálních jevů apříslušných experimentálních zařízení, probíraných v rámci přednášky Úvod do fyziky kondenzovaných soustav.

Literatura: Návody k jednotlivým úlohám (Interní materiály MFF)

1. rok studia

Aplikovaná kvantová teorie 3/2 Z,Zk — ......

28

Obsah předmětu, který navazuje na předmět Kvantová teorie I, je směrován na společné potřeby celého oboru.Symetrie a kvantová teorie. Problém mnoha částic v kvantové teorii. Úvod do kvantové chemie. Druhé kvantování.Rozlehlé systémy v KT. Interakce atomu s elektromagnetickým polem. Relativistická teorie elektronu.

Literatura: J. Klíma, B. Velický: Kvantová mechanika I, II, skriptum UKA.S. Davydov: Kvantová mechanika, SPN 1978J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia 1983

L. Landau, E.M. Lifšic: Kvantovaja mechanika, Moskva 1963

Experimentální cvičení z fyziky kondenzovaného stavu I 0/2 Z — ......Obsah předmětu má přímou návaznost na obsah přednášek stejného názvu v jednotlivých studijních blocích, přičemžpro každý semestr bude stanoven dostatečně široký seznam úloh společný pro celý obor, z něho si posluchačipředepsaným způsobem volí stanovený počet. Cvičení bude probíhat ve vědeckých laboratořích fakulty.Reprezentativní soubor makroskopických a mikroskopických metod studia kondenzovaných soustav odpovídajícísoučasným trendům rozvoje oboru.


Experimentální cvičení z fyziky kondenzovaného stavu II — 0/2 Z ......Obsah předmětu má přímou návaznost na obsah přednášek stejného názvu v jednotlivých studijních blocích, přičemžpro každý semestr bude stanoven dostatečně široký seznam úloh společný pro celý obor, z něho si posluchačipředepsaným způsobem volí stanovený počet. Cvičení bude probíhat ve vědeckých laboratořích fakulty.Reprezentativní soubor makroskopických a mikroskopických metod studia kondenzovaných soustav odpovídajícísoučasným trendům rozvoje oboru.


Oborový seminář 0/2 Z 0/2 Z ......Posluchači budou v zásadě navštěvovat seminář na pracovišti, na kterém zpracovávají diplomovou práci. Budou všakmít možnost navštěvovat semináře na všech zúčastněných pracovištích, tématicky zaměřené na problematiky všechstudijních bloků.. Tato účast bude uznávána pro udělení zápočtu. Centrální informaci o programech všech seminářů(v elektronické formě) i evidenci účasti posluchačů bude zajišťovat garantující pracoviště.

Literatura: Aktuální časopisecké články

Elektronové vlastnosti kondenzovaných látek 4/2 Z,Zk — ......Vodivostní elektrony v materiálech (klasický a kvantový popis), elektrony v periodickém potenciálu. Elektronovástruktura kovů, polovodičů a izolátorů. Transportní a tepelné vlastnosti, optické a magnetické vlastnosti materiálů.Příklady reálných materiálů.

Literatura: D. Jiles, Electronic properties of materials, Charman & Hall, London 1993 N.W.Ashcroft, N.D.Mermin, Solid state physics, Sounders Coll. Publishing 1988

C. Kittel, Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha 1985

Strukturní analýza 2/2 Z,Zk — ......Kinematická teorie difrakce a její aplikace při studiu krystalových a nízkodimensionálních struktur. Srovnánídifrakce rtg. záření, elektronů a neutronů. Teorie nízkoúhlového rozptylu a její aplikace při studiu strukturypolymerů a multivrstevných systémů. Základy dynamické teorie difrakce.

Literatura: V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč : Základy strukturní analýzy, Karolinum. Praha 1992.

Experimentální metody fyziky kondenzovaných soustav I 3/2 Zk — ......Experimentální metody studia složení, atomové a elektronové struktury látek. Difrakce, spektroskopie, mikroskopie,rozptyl částic. Principy a charakteristiky metod, jejich možnosti a omezení. V praktické části – typické demonstračníúlohy k jednotlivým skupinám metod. Na přednáškách i cvičení se podílí několik vyučujících.

29

Literatura: Concise encyclopedia of materials characterization, Eds.: R. W. Cahn FRS, E. Lifshin, PergamonPress, Oxford 1993.

Experimentální metody fyziky kondenzovaných soustav II — 3/2 Zk ......Experimentální metody studia mechanických, elektrických, magnetických a optických vlastností. Principy acharakteristiky metod, jejich možnosti a omezení. V praktické části – typické demonstrační úlohy k jednotlivýmskupinám metod.Literatura: K.H.J. Buschow et al.: Encyclopedia of Materials: Science and Technology, Pergamon Press, Oxford

2001. (http://www.elsevier.com/mrwclus/15/show/index.htt)

Kolektivní jevy v kondenzovaných látkách — 4/2 Z,Zk ......Jednotlivé skupiny kvazičástic a kolektivních excitací: fonony, plazmony, spinové vlny a magnetismus, excitony,polarony a supravodivost, Bose-Einsteinova kondenzace a supratekutost. Základy moderních metod studia soustavinteragujících částic: teorie lineární odezvy, kinetické koeficienty, teorie fázových přechodů, popis relaxačních jevů.

Literatura: D. Pines: Elementary excitations in solids (W.A. Benjamin, New York, 1963). J. Celý: Kvazičástice v pevných látkách (SNTL, Praha, 1977).

S.V. Vonsovskij, M.I. Katsnelson: Kvantovaja fizika tverdogo tela (Nauka, Moskva, 1983).

Statistická termodynamika kondenzovaných soustav 2/1 Z,Zk — ......Přednáška specificky rozšiřuje metody termodynamiky a statistické fyziky s ohledem na studium kondenzovaných amakromolekulárních látek. Navazuje na přednášku - Termodynamika a statistická fyzika OFY031. Konstitutivnívztahy pro termoelastické těleso, kapalinu a reálné plyny. Fázové přechody, Landauova teorie. Kritické jevy.Onsagerova teorie, difúze. Termoelektrický a termomechanický jev. Nelineární odezva, prostorové a časovédisipativní struktury. Reálné klasické a kvantové plyny. Isingův model. Škálování. Univerzalita a renormalizace.Perkolace. Relaxační dynamika. Teorie lineární odezvy. Teorie Brownova pohybu.

Literatura: P.M. Chaikin, T.C. Lubensky: Principles of condensed matter physics. Cambridge University Press 2000.

Semestrální práce 0/2 Z — ......Samostatné a komplexní využití experimentálních metod při studiu zadaného problému (například analýza aspecifikace vlastností daného vzorku, stanovení parametrů dané aparatury a pod). Povinností studenta je absolvovatdvě témata za semestr (nesouvisející s problematikou diplomové práce) a o výsledku předložit protokol.

Literatura: Podle zadání vedoucího práce

Základy makromolekulární fyziky — 3/0 Zk …...V přednášce budou vyloženy základní pojmy pro fyzikální popis makromolekulárních systémů. Přednáška budenavazovat na přednášku – Úvod do fyziky kondenzovaných soustav. Popis izolované makromolekuly.Termodynamika polymerních roztoků a směsí. Skelný přechod.Kaučuková elasticita. Dynamika makromolekul vezředěných a koncentrovaných roztocích a polymerních sítích. Polyelektrolytické systémy a sítě. Botnání polymerníchsítí. Krystalické a kapalně-krystalické polymery.

Literatura: A. Havránek : Fyzika polymerů. Díl I. Izolovaná makromolekula a roztoky. Univerzita Karlova,Praha 1984B. Meissner, V. Zilvar : Fyzika polymerú. Struktura a vlastnosti polymerních materiálů. SNTL,Praha 1987L. H. Sperling : Introduction to Physical Polymer Science. Wiley, New York 1992

Základy makromolekulární chemie 2/1 Z,Zk — …...Jde o základní kurz objasňující vznik makromolekulárních látek. Úvod do chemických reakcí nízkomolekulárníchlátek. Přehled reakcí organických skupin. Kinetika chemických reakcí (reakce 1. a 2.řádu, paralelní a konsekutivníreakce). Způsoby tvorby makromolekul - stupňovité reakce (polykondenzace, polyadice), iniciované reakce(radikálové, iontové s účastí komplexu). Větvení a síťování v makromolekulárních systémech. Metodycharakterizace makromolekul (gelová permeační chromatografie, koligativní metody, rozptyl světla, viskozimetrie).

30

Literatura: J. Honskus: Vybrané kapitoly z organické chemie. SPN, Praha 1981P. J. Flory: Principles of Polymer Chemistry, Cornell, Ithaca, New York 1953

Elektrické a optické vlastnosti polymerů — 2/0 Z BCM038Elektronová struktura polymerů, polymerní polovodiče, generace a přenos náboje, senzibilizace, záchytná arekombinační centra, prostorový náboj, injekce z elektrod, vliv nadmolekulární struktury, jevy na rozhraních.Kapalné krystaly, absorpce světla, luminiscence, excitace, aplikace.

Literatura: K.C.Kao, W.Hwang: Electrical Transport in Solids (With Particular Reference to OrganicSemiconductors). Pergamon Press, Oxford 1981 (ruský překlad Perenos elektronov v tverdychtelach. Mir, Moskva 1984),M. Pope, Ch. E. Swenberg: Electronic Processes in Organic crystals, Clarendon Press Oxford 1982(ruský překlad Elektronnyje processy v organičeskich kristallach, Mir, Moskva 1985)E.A. Silinš: Elektronnye sostajanija organičeskich molekuljarnych krystallov, Zinatie, Riga 1978

Teorie kondenzovaných látek 3/1 Z,Zk — …...Krystalová struktura. Kvantový popis ideálního krystalu. Základní rysy elektronové struktury . Elektronové stavy vkrystalech. Metody výpočtu elektronových struktur. Typické příklady pásových struktur. Fonony v kondenzovanémstavu. Elektronová struktura reálných pevných látek s defekty. Elektronové korelace. Optické, transportní amagnetické vlastnosti kondenzovaných látek.

Literatura: N. W. Ashcroft, N.D. Mermin: Solid State PhysicsCh. Kittel: Introduction to Solid State Physics (5th Edition)

Struktura materiálů 3/0 Zk — …...Základní přednáška o struktuře materiálů navazuje na Úvod do fyziky kondenzovaných soustav.Typy vazeb v materiálech. Krystalová mřížka a její poruchy. Vliv poruch krystalové mřížky navlastnosti materiálů.Metody určování struktury materiálů.

Literatura: Ch. Kittel: Uvod do fyziky pevných látek. Academia, Praha 1985P. Kratochvíl, P. Lukáč, B. Sprušil: Úvod do fyziky kovů I. SNTL/ALFA, Praha 1984.B. Smola: Transmisní elektronová mikroskopie ve fyzice pevných látek.Skriptum SPN, Praha 1983V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy. Karolinum. Praha 1992.Neutron and synchrotron radiation for condensed matter studies, Ed.:Baruchel et al., Vol. I ^Ö III, Springer-Verlag, Berlin 1993

Termodynamika materiálů — 2/0 Zk …...Základní přednáška navazující na předměty Fyzika IV, Úvod do fyziky pevných látek a základní kurstermodynamiky. Základní typy a struktury fází pevných látek. Fázová rovnováha. Fázové diagramy a jejich výpočet.Fázové transformace - jejich druhy a modely.

Literatura: B. Sprušil: Termodynamika pevných látek, UK Praha 1982, II. Vydání P. Haasen: Physical Metallurgy, Cambridge University Pres, 2. Edition 1986

M. Hillert: Phase Equilibria, Phase Diagrams and Phase Transformations, Cambridge University Press1998

Fyzika materiálů I 2/0 Zk — …...Základní přednáška komplementární s přednáškou Struktura materiálů.Geometrické a krystalografické zákonitosti plastické deformace. Bodové poruchy a dislokace v pevných látkách.Tepelně aktivovaný pohyb dislokací. Procesy dislokačního zpevnění a odpevnění. Příměsové a precipitační zpevnění.Deformace kovových polykrystalů. Deformace iontových a polovodivých krystalů. Lom.

Literatura: P. Kratochvíl, P. Lukáč, B. Sprušil: Úvod do fyziky kovů. Díl I, SNTL/Alfa, Praha 1984V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, UK Praha 1992

31

J. Čadek: Fyzika kovů, Část 2. Dislokace v krystalech, VŠB Ostrava 1980

Technologie materiálů — 2/0 Zk …...Základní přednáška o klasických materiálových technologiích navazuje na přednášku Termodynamika materiálů.Tepelné a mechanické zpracování kovových materiálů. Úpravy povrchů. Materiály s jemnou strukturou. Keramickémateriály, polymery, kompozity.

Literatura: 1. P. Kratochvíl, P. Lukáč, B. Sprušil: Úvod do fyziky kovů. Díl I, SNTL/Alfa, Praha 19842. V. Sedláček a kol.: Zotavení a rekrystalizace, Academia, Praha 19853. K.K. Chawla: Composite Materials, Springer-Verlag, Berlin, 1987.4. High Tech Ceramics, Editor G. Kostorz, Academic Press, London 1989.5. T.R. Anantharaman, C. Surganarayana, Rapidly Solidified Metals, Trans. Tech. Pub.,Aedermannsdorf 1987.6. Časopisecká literatura.

Moderní experimentální metody fyziky materiálů 3/0 Zk — …...Přehled moderních experimentálních technik v soudobém materiálovém výzkumu.Metody studia mikrostruktury, mechanických a fyzikálních vlastností materiálů: mikroskopické a difrakční metody,pozitronová anihilace, vnitřní tření, akustická emise, resistometrie, termická analýza, dilatometrie, tepelná vodivost,Mössbauerova spektroskopie, magnetické metody, mechanické zkoušky.

Literatura: R. Truel, C. Elbaum, B. Chick: Ultrasonic methods in solid state physicsS. Nowick, B. S. Berry: Anelastic relaxations in Crystalline solidsExperimental methods in solid state physics – SeriePuškár: Vnútorné tlmenie materiálov VŠDS Žilina 1995J. Vepřek: Elektrická měření za nízkých a velmi nízkých teplot. SNTL Praha 1977F. Jandoš, R. Říman, A. Gemperle: Využití moderních laboratorních metod v metalografii, SNTLPraha 1985

Fyzika materiálů II — 2/0 Zk …...Přednáška navazuje přímo na přednášku Fyzika materiálů I.Tepelně aktivované procesy a difuze. Creep. Zotavování bodových poruch a dislokační substruktury. Polygonizace,dynamické zotavení, statická a dynamická rekrystalizace. Únava materiálů a lom. Radiační poškození a zpevnění poozáření. Plastická deformace za velmi nízkých teplot.

Literatura: J. Čadek: Creep kovových materiálů. Academia 1984M. Klesnil, P. Lukáš: Únava kovových materiálů při mechanickém namáhání. Academia Praha1975J. Pokluda, F. Kroupa, L. Obdržálek: Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek. VUT Brno,

Fyzika a technika nízkých teplot 2/0 Zk — …..Základní vlastnosti kryokapalin, Jouleův- Thompsonův jev, princip zkapalňovače hélia, mechanické a elektrickévlastnosti materiálů při nízkých teplotách, lázňový kryostat 4He a 3He, průtokový kryostat, supravodivé magnety,směsi 3He-4He, rozpouštěcí refrigerator, adiabatická demagnetizace paramagnetických solí, jaderná demagnetizace,Pomerančukův jev, chladící metody založené na transportních jevech v pevných látkách, nízkoteplotní termometrie,Kapicův odpor,nízkoteplotní relaxační procesy.

Literatura: M. Rotter: Fyzikální základy a technika nízkoteplotního experimentu, skripta SPN, Praha 1982;R. S. Šafrata a kol.: Fyzika nízkých teplot, skripta MATFYZPRESS, Praha 1998;J. Jelínek, Z. Málek: Kryogenní technika, SNTL, Praha 1982;F. Pobell: Matter and Methods at Low Temperatures, Springer Verlag, Berlín 1992;O. V. Lounasmaa: Experimental Principles and Methods below 1K, Academic Press, London 1974;R. C. Richarson, E. N. Smith: Experimental Techniques in Condensed Matter Physics at LowTemperatures, Addison-Wesley, New York 1988;

32

G. K. White: Experimental Techniques in Low-Temperature Physics, Oxford Science Publ., Oxford, 3rd

edition 1979

Experimentální metody fyziky kondenzovaných soustav I 2/0Principy základních experimentálních metod zaměřených na studium struktury, mechanických, dielektrických amagnetický vlastností kondenzovaných soustav a na elektrické transportní jevy. Základní metody získávání a měřenínizkých teplot. Přednáška je vedena v návaznosti na předmět “Úvod do fyziky kondenzovaných soustav“.

Literatura: Concise encyclopedia of materials characterization, Eds.: R. W. Cahn FRS, E. Lifshin, Pergamon Press,Oxford 1993.M. Rotter: Fyzikální základy a technika nízkoteplotního experimentu, skripta SPN, Praha 1982;

Experimentální metody fyziky kondenzovaných soustav II -- 2/0Principy “základních spektroskopických“ metod studia krystalové a elektronové struktury kondenzovaných látek.Moessbauerova spektroskopie; metody rentgenovské, optické a IR spektroskopie; spektroskopie v radiofrekvenčnímpásmu (EPR, NMR, NQR). Přednáška je vedena v návaznosti na předmět “Úvod do fyziky kondenzovanýchsoustav“.

Literatura: B. Sedlák, R.N.Kuzmin: Jaderné rezonanční metody ve fyzice pevných látek, SPN 1978;V. Prosser a kol.: Experimentální metody biofyziky, Academia Praha 1989.

Makroskopické kvantové jevy I 2/0 Z — …...Obecný úvod do supravodivosti a supratekutosti, fenomenologické teorie supravodivosti, BCS teorie supravodovosti,experimentální důkazy platnosti BCS teorie, Ginzburgova – Landauova teorie supravodivosti, supravodiče I. a II.druhu, kvantování magnetického toku a vlastnosti vírů, slabá supravodivost – Josephsonovy jevy, použitíJosephsonových přechodů, skvidy, vysokoteplotní supravodivost.

Literatura: R.S. Šafrata a kol.: Fyzika nízkých teplot, MATFYZPRESS 1998,M. Tinkham Introduction to superconductivity, McGraw-Hill 1996

Makroskopické kvantové jevy II — 2/0 Zk …...Fázové diagramy a základní vlastnosti 4He a 3He: supratekutost 4He a 3He, základní experimentální poznatky ateoretická interpretace (Landauova terorie).Boseoba Einsteinova kondenzace atomů: vodík, alkalické kovy, přehled provedených experimentů, principlaserového chlazení, BEC a supratekutost.

Literatura: R. S. Šafrata a kol Fyzika nízkých teplot, MATFYZPRESS 1998, ISBN 80-85863-19-7;R. M. Tinkham Introduction to superconductivity, McGraw-Hill 1996D. R. Tilley, J. Tilley Superfluidity and superconductivity, Adam Hilger Ltd.;R .J. Donnelly Quantized vortices in Helium II, Cambridge University Press, 1991.E. Dagotto, Eev. Mod. Phys. 66(1994)763

Hyperjemné interakce a jaderný magnetismus — 2/0 Zk …...Jaderné magnetické a kvadrupólové momenty, původ elektrického a magnetického pole na jádrech atomu vkondenzovaných látkách (KL), hyperjemné štěpení jaderných hladin a jeho využití ke studiu KL (jaderná magnetickárezonance, Moessbauerův jev).Spontánní uspořádání jaderných momentů, Van Vleckovské systémy, jaderná adiabatická demagnetizace, 'záporné'teploty.

Literatura: B. Sedlák, R.N.Kuzmin: Jaderné rezonanční metody ve fyzice pevných látek, SPN 1978

Vybrané kapitoly z fyziky kondenzovaných látek — 4/0 Zk …...Pokročilé partie z fyziky kondenzovaných soustav zaměřené na mechanické vlastnosti, elektrické transportní jevy amagnetismus krystalických, amorfních a polymerních systémů, základní technologie přípravy, včetně technologiípřípravy a diagnostiky tenkých vrstev a multivrstev.

33

Literatura: G. Grosso, G. P. Parravicini, Solid State Physics, Cambridge Univ. Press, Cambridge 2000;G. Grimvall, Thermophysical Properties of Materials, Elsevier, Amsterdam 1999;S. Roth: One-Dimensional Metals, VCH Publischers, Inc., Weinheim 1995;Kei Yosida, Theory of Magnetism, Springer, Berlin 1996.

Fyzika povrchů 2/1 Z,Zk — EVF035Povrch pevné látky: ideální, reálný. Emise elektronů a iontů vyvolaná teplem a elektrickým polem. Jevy vyvolanéadsorpcí záření a dopadem částic. Metody analýzy povrchů z hlediska složení, struktury a morfologie.

Literatura: Eckertová L.: Elektronika povrchů, SPN Praha 1983.

Experimentální metody studia povrchů — 3/0 Zk …...Principy základních experimentálních metod studia povrchů.

Literatura: J. D. Andrade (ed.): Surface and Interfacial Aspects of Biomedical Polymers, Volume 1: SurfaceChemistry and Physics, Plenum Press, N.Y. 1983

Fyzika přípravy tenkých vrstev 2/0 Zk — …...Přednáška uvádí studenta do problematiky tenkých vrstev a způsobů jejich přípravy.Pojem tenká vrstva, Fyzikální procesy nanášení tenkých vrstev (PVD): fyzikální a chemické procesy napařovánívrstev ve vakuu, čistota vrstev a stejnoměrnost tloušťky, napařovací aparatury. Stejnosměrný doutnavý výboj,vysokofrekvenční a mikrovlnný výboj, nízkoteplotní plazma, stejnosměrné a vysokofrekvenční naprašování,magnetron, reaktivní naprašování, speciální systémy. Základy chemického nanášení z plynné fáze (CVD), využitínízkoteplotního plazmatu (PECVD), plazmová polymerace. Počáteční stadia růstu tenké vrstvy, nukleace,růst,krystalické a amorfní vrstvy. Tloušťka tenké vrstvy, charakterizace :morfologie, struktura, chemické složení.Mechanické vlastnosti, adhese, pnutí, tvrdost, oděruvzdornost. Základní elektrické, optické a mechanické vlastnosti.

Literatura: H. Biederman, Y. Osada: Plasma Polymerization Processes. Elsevier, Amsterodam 1992.M. Ohring: The Materials Science of Thin Films, Academic Press, Inc.,Harcourt Brace Jovanovich,Publishers, Boston, San Diego, New York, London, Sydney, Tokyo,Toronto,1992

2. rok studia

Vybrané problémy fyziky reálných povrchů 3/0, Zk __Přednáška seznamuje studenty s aktuální problematikou a nejnovějšími aplikacemi reálných povrchů. Navazuje napřednášky: Fyzika povrchů a Experimentální metody studia povrchů. Speciální problémy a moderní aplikacemodifikace povrchu pevných látek nízkoteplotním plazmatem, speciální aplikace XPS a AES, zkoumání povrchů atenkých vrstev metodami analýz vysokoenergetickými iontovými svazky (IBA), RBS,ERDA a NRA. Speciálníaplikace infračervené spektroskopie (FTIR) a NMR zvláště pro povrchy makromolekulárních látek.

Literatura: J.L.Koenig: Spectroscopy of Polymers, 2nd Edition, Elsevier, N.Y. 1999M. Ohring: The Materials Science of Thin Films, Academic Press, Inc.,Harcourt Brace Jovanovich,Publishers, Boston, San Diego, New York, London, Sydney, Tokyo,Toronto,1992

Oborový seminář 0/2 Z 0/2 Z …...Posluchači budou v zásadě navštěvovat seminář na pracovišti, na kterém zpracovávají diplomovou práci. Budou všakmít možnost navštěvovat semináře na všech zúčastněných pracovištích, tématicky zaměřené na problematiky všechstudijních bloků.. Tato účast bude uznávána pro udělení zápočtu. Centrální informaci o programech všech seminářů(v elektronické formě) i evidenci účasti posluchačů bude zajišťovat garantující pracoviště.


Moderní směry ve fyzice makromolekul 3/0 Zk — …...Přednáška navazuje na přednášku - Základy makromolekulární fyziky. Bude zaměřena na řadu nově vznikajícíchmetod a odvětví oboru. Supramolekulární a kapalně-krystalické polymerní systémy. Nové inteligentní materiály nabázi polyelektrolytických sítí. Organické polovodiče a polymery pro optické aplikace. Nové spektroskopické adifrakční metody studia struktury a vlastnosti makromolekul.

34

Literatura: Kolektiv: Základy fyziky polymerů II. Edice MACRO, sv. M-17. ÚMCH ČSAV Praha 1988K. Dušek, Ed.: Responsive Gels: Volume Transitions I and II, Adv, Polym. Sci., 109 and 110 (1993)P. G. de Gennes: Scaling Concept in Polymer Physics, Cornell Univ. Press, Ithaca 1979

Fyzika materiálů III 2/0 Zk — …...Přednáška navazující na Fyziku materiálů I, II. Materiály připravené rychlým chlazením a mechanickým legováním,amorfní materiály, kovová skla, mikrokrystalické a nanokrystalické materiály, intermetalika a superslitiny, keramiky,slitiny s tvarovou pamětí. Prášková metalurgie. Mechanické a fyzikální vlastnosti moderních materiálů.

Literatura: P. Lukáč: Superplasticita a její praktické užití. Pokroky matematiky,fyziky a astronomie (PMFA) 36,1991, 91P. Lukáč: Nanokrystaly. PMFA 38, 1993, 14T.R. Anantharaman, C. Suryanarayana: Rapidly Solidified Metals. Trans.Tech. Publications,Aedermannsdorf, 1987New Materials by Mechanical Alloying Techniques. (Eds. E. Arzt, L. Schultz) Oberursel, DGMInformationsgesellschaftHigh-tech Ceramics. (Ed. G. Kostorz). Academic Press. London, 1989L. Táborský, P.Šebo: Konštrukční materiály spevnené vláknami. Alfa Bratislava / SNTL Praha, 1982

Elektronový transport v kvantových systémech 3/0 Zk — …...Úvod do problematiky elektronového transportu v mezoskopických systémech. Konduktance a transmisníkoeficienty. Lokalizace, univerzální fluktuace a jev Aharonova-Bohma. Kvantové Hallovy jevy. Elektronovédvojvrstvy. Koherentní tunelování elektronů, rezonance a Coulombická blokáda. Supravodivost a Josephsonovyjevy.

Literatura: J.H. Davies: The Physics of Low-Dimensional Semiconductors (Cambridge University Press 1998)S. Datta: Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge University Press 1995)J. Voves, J. Kodeš: Electronické součástky nové generace (GRADA Publishing 1995)A. Abrikosov: Fundamentals of the Theory of Metals, Part II. Superconducting Metals (ElsevierScience Publishers 1988)P. Středa a Z. Janů: Supravodivost a fyzika nízkých teplot (skripta - ČVUT 1987)

Předměty výběrově povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor fyzika kondenzovanýchsoustav a materiálů

1. rok studia

Základy krystalografie 2/0 Zk — FPL107Krystaly a krystalové struktury. Popis symetrie uspořádaných struktur. Bodové a prostorové grupy symetrie.Reprezentace krystalografických grup v Mezinárodních krystalografických tabulkách. Symetrie fyzikálníchvlastností a jejich tenzorový popis.

Literatura: V. Valvoda: Základy krystalografie, SPN Praha 1982.V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč : Základy strukturní analýzy, Karolinum. Praha 1992.I. Kraus: Úvod do strukturní rentgenografie, Academia, Praha 1985C. Giacovazzo, H.L. Monaco et al.: Fundamentals of Crystallography, IUCr, Oxford Uviversity Press,1992C. Hammond: The Basis of Crystallography and Diffraction, IUCr, Oxford Uviversity Press, 1997L. V. Azároff: Elements of X-ray Crystallography, McGraw-Hill Book Company, 1968

Elektronová mikroskopie 2/0 Zk — FPL115Kinematická a dynamická teorie difrakce rychlých elektronů , dynamická teorie vzniku kontrastu na poruchách vkrystal. Základy vysokorozlišovací transmisní elektronové mikroskopie (HREM) a difrakce elektronů ve sbíhavémsvazku (CBED).

35

Literatura: B.Smola: Transmisní elektronová mikroskopie ve fyzice pevných látek, skriptum SPN, Praha 1983L.Reimer: Transmission electron microscopy, Springer-Verlag, Berlin etc. 1984High-resolution transmission electron microscopy and associated techniques, editors P. Buseck,J.Cowley, L.Eyring, Oxford Univ. Press, Oxford 1988M.Tanaka, M.Terauchi: Convergent-beam electron diffraction I, JEOL ltd., 1985

Elektronová teorie kondenzovaných látek — 3/1 Z,Zk FPL085Atomová struktura a chemická vazba. Základní vlastnosti elektronové struktury krystalů. Pásová struktura materiálůa metody jejího výpočtu. Příměsi, poruchy, slitiny. Elektron-elektronová a elektron-fononová interakce. Elektronovýtransport. Optické přechody.

Literatura: Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek. Academia, Praha1985.

Fyzika magnetických látek — 2/0 Zk FPL122Nositelé magnetického momentu. Magnetická susceptibilita. Diamagnetismus. Paramagnetismus. Látky sespontánním magnetickým uspořádáním. Doménová struktura a magnetizační procesy. Magnetické rezonanční jevy.

Literatura: 1. D.Jilles: Introduction to Magnetism and Magnetic Materials, Chapman and Hall, London, 1994

2. B. Barbara, D. Gignoux, C. Vettier, Lectures on Modern Magnetism, Springer-Verlag 19883. M. Hurd, Varieties of magnetic order in solids, Contemp.Phys. 23 (1983) 469

4. S. Krupička, Fyzika feritů a příbuzných magnetických kysličníků, Academia, Praha 1969

Fyzika dielektrik — 2/0 Zk FPL014Polarizace. Statická permitivita. Termodynamika dielektrik. Teorie lineární odezvy systému. Komplexní permitivita.Kramersovy-Kronigovy relace. Fluktuačně disipativní teorém. Polarizační mechanismy. Debyeův relaxátor.Feroelektrika a antiferoelektrika. Feroelektrické fázové přechody.

Literatura: Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek. Academia, Praha1985.D. N. Zubarev: Nerovnovesnaja statisticeskaja termodynamika,

Nauka Moskva 1971.L.D. Landau, E.M.Lifsic: Teoreticeskaja fizika, Dil VIII: Elektrodynamikasplosnych sredB.A. Strukov and A.P.Levanyuk: Ferroelectric Phenomena in Crystals:Physical Foundations, Springer 1998.

Supravodivost — 2/0 Zk …...Silně korelované elektronové systémy, mechanismy supravodivosti, typy párování, experimentální evidence.

Literatura: 1. D.R. Tilley, J. Tilley, Superfluidity and superconductivity, Hilger, Bristol 19902. H. B. Radousky: Magnetism in heavy fermion systems, World Scientific, London 2000

Elektronový transport v kvantových systémech — 2/1 Z,Zk BCM096Úvod do problematiky elektronového transportu v mezoskopických systémech. Konduktance a transmisníkoeficienty. Lokalizace, univerzální fluktuace a jev Aharonova-Bohma. Kvantové Hallovy jevy. Elektronovédvojvrstvy. Koherentní tunelování elektronů, rezonance a Coulombická blokáda. Supravodivost a Josephsonovyjevy.

Literatura: J.H. Davies: The Physics of Low-Dimensional Semiconductors (Cambridge University Press 1998)S. Datta: Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge University Press 1995)J. Voves, J. Kodeš: Electronické součástky nové generace (GRADA Publishing 1995)Abrikosov: Fundamentals of the Theory of Metals, Part II. Superconducting Metals (ElsevierScience Publishers 1988)P. Středa a Z. Janů: Supravodivost a fyzika nízkých teplot (skripta - ČVUT 1987)

Využití rozptylu neutronů v materiálovém výzkumu — 2/0 Zk FPL073

36

Hlavní experimentální metody zalozené na rozptylu neutronu, které se vyuzívají ve fyzice kondenzovaných látek a vmateriálovém výzkumu. Aplikace jednotlivých metod budou demonstrovány na konkrétních prípadech experimentuprovedených v soudobých neutronových laboratorích (ILL Grenoble a další).

Literatura: 1. Neutron and synchrotron radiation for condensed matter studies, Ed.: Baruchel et al., Vol. I – III, Springer-Verlag, Berlin 1993 2. http://www.ill.fr

Difrakční metody — 2/0 Zk FPL030Zdroje rtg záření, monochromatizace, detekce. Základní monokrystalové metody Filmové práškové metody. Různédifrakční geometrie. Zpracování práškového difraktogramu. Identifikace neznámé fáze. Kvalitativní a kvantitativnífázová analýza. Přesné měření mřížových parametrů. Rietveldova metoda. Základní metody měření zbytkovýchnapětí a textur. Studium profilů difrakčních linií. Základní metody řešení krystalových struktur. Studium strukturyamorfních materiálů.

Literatura: V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč : Základy strukturní analýzy. Karolinum. Praha. 1992.I. Kraus : Úvod do strukturní rentgenografie. Academia. Praha 1985.I. Kraus., V.V. Trofimov : Rentgenová tenzometrie. Academia. Praha 1988. Quantitative TextureAnalysis. ed. H.J. Bunge, C. Esling. DGM. Oberursel. 1982.Experimentální techniky v rentgenové a neutronové strukturní analýze. Krystalografická společnost.Praha 1994. ed. R. Kužel.Difrakcia na polykryštalických látkach.R & D. Print. Bratislava. 1994. red. L. Smrčok.

Pravděpodobnostní metody fyziky makromolekul — 2/0 Zk …...Přednáška rozšiřuje a prohlubuje teoretické metody studia makromolekulárních systémů. Společným rysem jeuplatnění pokročilých metod statistické fyziky a metod pravděpodobnostního modelování a to jak postupůanalytických, tak metody počítačové simulace. Popis řetězců. Univerzalita, škálování. Konformační statistika.Dráhové integrály v teorii polymerů, výpočet stavové sumy. Statistika reálných řetězců. Brownův pohyb,Langevinova a Smoluchowského rovnice. Dynamika flexibilních řetězců ve zředěných roztocích, Rouseho aZimmův model, hydrodynamická interakce. Metody Monte Carlo ve fyzice polymerů. Perkolace, algoritmus typuMetropolis, dynamická metoda Monte Carlo.

Literatura: A.J. Grosberg, A. R. Chochlov: Statističeskaja fizika makromolekul, Nauka, Moskva 1989

Rentgenová strukturní analýza biomolekul 2/0 Zk — …...Základy strukturní krystalografie a fyzikální základy difrakční analýzy krystalických, částečně uspořádaných aamorfních látek s důrazem na vztah struktury a vlastností a se zaměřením na aplikace metod strukturní analýzy vbiofyzice, makromolekulární fyzice, chemické fyzice a krystalochemii.

Literatura: J. Chojnacki : Základy chemické a fyzikální krystalografie, Academia Praha 1979.V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, Karolinum, Praha, 1992.I. Kraus : Úvod do strukturní rentgenografie, Academia, 1985.

Vybrané partie z infračervené spektroskopie — 2/0 Zk …...Přednáška uvádí základy vibrační spektroskopie a navazuje na přednášku - Experimentální metody fyzikykondenzovaného stavu I a II.Základy vibrační spektroskopie. Princip FTIR spektrometru. Experimentální technikyFTIR spektroskopie (tenké vrstvy, povrchy, polymery, gely, viskózní materiály, pryže, jíly a prášky). Princip a užitíreflexních technik (ATR, SR, a DRIFTS). Základní metody zpracování FTIR spekter

Literatura: M. Trchová: Metodická příručka pro uživatele FTIR spektrometru, Spektroskopická společnost JanaMarka Marci, Praha 2000M. Horák, D. Papoušek: Infračervená spektra a struktura molekul, Academia, Praha 1976B. Schrader (ed.): Infrared and Raman Spectroscopy – Methods and Applications, VCH 1995

Praktické užití elektronové mikroskopie — 0/2 Z FPL074

37

Absolvování semináře je podmínkou pro užívání elektronového mikroskopu Jeol 2000 FX v rámci diplomové práce.Příprava folií, manipulace s mikroskopem, pozorování struktur, použití obrazové analýzy při zpracování snímků.Výuka bude přizpůsobena konkrétnímu využití mikroskopie v dané diplomové práci.

Literatura: B. Smola: Transmisní elektronová mikroskopie ve fyzice pevných látek, skripta MFF UK, SPN Praha1983F. Jandoš, R. Říman, A. Gemperle: Využití moderních laboratorních metod v metalografii, SNTL 1985,Praha

Kinetika fázových transformací — 2/0 Zk FPL055Kinetika chemických reakcí, rovnovážná konstanta jako funkce teploty a složení. Reakční rychlost, kinetické rovnicerůzných řádů, reakce zvratné, následné a točné. Zotavování bodových poruch: Izochromní a izotermické žíháníkinetické rovnice, určování aktivační energie. Transformace v kovech a slitinách, jejich klasifikace. Abnormálníteorie kinetiky izotermické tansformace, Avramiho rovnice. Neizotermické transformace. Systém Fe-C, austenit,fermit, perlit, bainit, martenzit, cementit. Rozpad austenitu při plynulém chlazení, závislost na rychlosti chlazení asložení. Diagramy CCT (či ARA). Izotermický rozpad austenitu, diagramy IT (či IRA).

Literatura: Kratochvíl P., Lukáč P., Sprušil B., Úvod do fyziky kovů I, SNTL/ALFA, Praha 1984,Christian J.W., The Theory of Transformations in Metals and Alloys, Pergamon Press, Oxford 1965Moore W.J., Fyzikální chemie, SNTL, Praha 1981Damask A.C., Dienes G.J., Point Defects in Metals, Gordon and Brech, New York 1971Zhao J.CH., Notis H.R., Materials Science and Engineering R15 (1995), 135

Mechanické vlastnosti nekovových materiálů — 2/0 Zk ......Úvod do studia mechanických vlastností pevných nekovových látek.Literatura: B. Vollmert : Základy makromolekulární chemie. Academia, Praha 1970

P. J. Flory: Principles of Polymer Chemistry, Cornell, Ithaca, New York 1953

Supravodivost — 2/0 Zk ......Silně korelované elektronové systémy, mechanismy supravodivosti, typy párování, experimentální evidence.

Literatura: 1. D.R. Tilley, J. Tilley, Superfluidity and superconductivity, Hilger, Bristol 19902. H. B. Radousky: Magnetism in heavy frmion systems, World Scientific, London 2000

Aplikovaná strukturní analýza 2/0 Zk — FPL040Seznamuje posluchače především s využitím krystalografie a rentgenové strukturní analýzy v různých oblastechmateriálového výzkumu a při vývoji nových technologií. Zvláštní pozornost je věnována studiu velmi tvrdých achemicky stabilních objemových materiálů, mechanicky odolných multivrstev, magnetooptických multivrstevpoužívaných v záznamových médiích s vysokou hustotou záznamu, studiu ultratenkých vrstev a supravodičů.Přednáška je určena pro posluchače 4. a 5. ročníku studijních směrů fyzika pevných látek, fyzikální elektronika aoptika, mikroelektronika.

Literatura: V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, Karolinum, Praha 1992.Experimentální techniky v rentgenové a neutronové strukturní analýze. Krystalografická společnost.Praha 1994. ed. R. Kužel.Defect and Microstructure Analysis by Diffraction. Eds. R. L. Snyder, J. Fiala, H.-J. Bunge. OxfordUniversity Press, Oxford 1999.

Jaderné metody studia kondenzovaných soustav — 2/0 Zk FPL097Jaderná orientace a jaderná magnetická rezonance orientovaných jader. Porušené úhlové korelace. Miónová spinováprecese. Jaderná magnetická rezonance v magneticky uspořádaných látkách. Pozitronová anihilační spektroskopie.Rutherfordův zpětný rozptyl. Moesbauerova spektroskopie

Literatura: B. Sedlák, R. N. Kuzmin, Jaderné rezonanční metody ve fyzice pevných látek, Státní nakladatelstvípedagog. literatury, Praha 1978;

38

N. N. Deljagin a kol.: Svjěrchtonkije vzajmodějstvija i jadernije izlučenija, Vydavatelství Moskevskéstátní univerzity 1985;H.-J. Hunger: Werkstoff-analytische Verfahren, Deutscher Verlag für grundstoffindustrie, Leipzig –Stuttgart 1995.

Vybrané kapitoly z teorie a metodiky NMR 2/0 Zk — FPL093Spektroskopie NMR a NQR v pevných látkách. Užití NMR ke studiu defektů, krystalové, elektronové a magnetickéstruktury pevných látek. Přednáška je vedena na pokročilé úrovni v návaznosti na úvodní přednášku „Experimentálnímetody fyziky kondenzované fáze II“

Literatura: R. T. Schumacher: Introd. to Magnetic Resonance, Priciples and Applications,W. A Benjamin, Inc., New York, 1970;J.Winter: Magnetic Resonance in Metals, Claredon Press, Oxford, 1971.

Rentgenové difrakční studium reálné struktury tenkých vrstev — 2/0 Zk ......Strukturní charakteristika tenkých vrstev, krystalinita, fázové složení, napětí, textura, nanokompozity, tloušťkavrstev, multivrstvy, drsnost rozhraní.

Literatura: V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč : Základy strukturní analýzy, Karolinum. Praha 1992.Thin Film Structures and Phase Stability. eds. B. M. Clemens, W. L. Johnson. Materials ResearchSymposium Proceedeings, Vol. 187. Materials Research Society, Pittsburgh 1990.Physics, Fabrication, and Application of Multilayered Structures. NATO ASI Series B, Vol. 182. Eds.P. Delhez, C. Weisbuch, Plenum Press, New York 1988.

Procesy plazmové polymerace 2/0 Zk — ......Přednáška uvádí studenta do problematiky vytváření speciálních vrstev makromolekulárních látek a jejich aplikací.Základní pojmy a jevy fyziky plazmatu a plazmochemie, základní depoziční systémy a parametry, kinetické modelyplazmové polymerace, charakterizace vrstev plazmových polymerů, struktura, morfologie, mechanické, elektrické aoptické vlastnosti, aplikace v lékařství a biologii, v mikroelektronice, pasivační a ochranné vrstvy, tvrdé akompozitní vrstvy.

Literatura: H.Biederman, Y.Osada:Plasma Polymerisation Processes. Elsevier, Amsterdam 1992

Modifikace povrchů a její aplikace — 2/0 Zk ......Obsahem přednášky jsou způsoby změn vlastností povrchů pro zvýšení aplikačního potenciálu konvenčních látek.Navazuje na přednášku Fyzika povrchů a Fyzika přípravy tenkých vrstev. Základní pojmy a vlastnosti povrchůpevných látek zejména makromolekulárních. Přehled metod zkoumání, modifikace povrchu klasické i netradičnízejména pomocí nízkoteplotního plazmatu inertního i aktivního plynu. Modifikace nanesením tenké vrstvy. Aplikacev lékařství a biologii, v mikroelektronice aj.

Literatura: B.W.Cherry:Polymer surfaces. University Press, Cambridge 1981H.Yasuda: Plasma Polymerization. Academic Press, Orlando, 1985

Mikroskopie povrchů a tenkých vrstev — 2/0 Zk ......Přednáška seznamuje studenta s nejmodernějšími mikroskopickými metodami zkoumání povrchu. Fyzikální principymikroskopií v blízkém poli: rastrovací tunelová mikroskopie (STM), mikroskopie atomárních sil (AFM), optickérastrovací mikroskopie v blízkém poli (SNOM). Další příbuzné a odvozené techniky (spektroskopie, mikroskopiebalisticky emitovaných elektronů, šumová mikroskopie,...). Rozlišovací schopnost, mody měření, otázky konstrukcerastrovacích mikroskopů v blízkém poli, použití ve fyzice povrchů a tenkých vrstev, srovnání s dalšími technikami(transmisní elektronová mikroskopie (TEM), rastrovací elektronová mikroskopie (SEM), autoemisní mikroskop(FEM), iontový projektor (FIM) a mikroskopie pomalými elektrony (LEEM).

Literatura: R. Wiesendanger, and H.-J. Güntherodt: Scanning Tunneling Microscopy II Springer Series in Surf. Sci28, Springer Verlag, Berlin 1995Ch. Bai: : Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf. Sci 32SpringerVerlag, Berlin 1992

39

Vakuová technika — 2/0 Zk EVF...Úvodní informace o vakuové technice a jejím využití ve fyzikálních experimentu a vybraných průmyslovýchtechnologiích. Fyzikální základy vakuové techniky. Vakuové vývěvy a vakuometry. Vakuové a ultravakuovéaparatury. Metody hledání netěsností. Přednáška je vhodná pro studium všech zaměření experimentální fyziky.

Literatura: Pátý L.: Fyzika nízkých tlaků, Academia Praha 1968.Groszkowski J.: Technika vysokého vakua, SNTL Praha 1981.

Lafferty J. M.: Foundations of vacuum science and technology, John Wiley & Sons, New York 1998.

Základy makromolekulární chemie 2/1 Z,Zk — ......Jde o základní kurz objasňující vznik makromolekulárních látek. Úvod do chemických reakcí nízkomolekulárníchlátek. Přehled reakcí organických skupin. Kinetika chemických reakcí (reakce 1. a 2.řádu, paralelní a konsekutivníreakce). Způsoby tvorby makromolekul - stupňovité reakce (polykondenzace, polyadice), iniciované reakce(radikálové, iontové s účastí komplexu). Větvení a síťování v makromolekulárních systémech. Metodycharakterizace makromolekul (gelová permeační chromatografie, koligativní metody, rozptyl světla, viskozimetrie).

Literatura: B. Vollmert : Základy makromolekulární chemie. Academia, Praha 1970P. J. Flory: Principles of Polymer Chemistry, Cornell, Ithaca, New York 1953

2. rok studia

Magnetismus a elektronová struktura kondenzovaných látek 2/0 Zk — FPL082Elektronová korelace v látkách s různou elektronovou strukturou. Formování magnetických momentů v 3d kovech,lanthanoidech, aktinoidech. Typy magnetického uspořádání. Zředěné slitiny. Experimentální studium elektronovýchvlastností.Literatura: 1. S. Foner - Magnetism - Selected Topics, Gordon and Breach 1976

2. K. Yosida, Theory of Magnetism, Springer, 1991.3. D.C. Mattis, The Theory of Magnetism I, Springer, 1981

Interakce v magnetických látkách 2/2 Z,Zk — ......Formování magnetického momentu, vliv interakce “magnetických“ elektronů s krystalovým polem a hybridizacejejich stavů se stavy ligandů, výměnné interakce, korelace, magnetické uspořádání. Principiální experimenty.

Literatura: 1. K. Yosida, Theory of Magnetism, Springer, 1991. 2. B. Barbara, D. Gignoux, C. Vettier, Lectures on Modern Magnetism, Science Press,

Springer-Verlag 1988 3. H. B. Radousky: Magnetism in heavy fermion systems, World Scientific, London 2000 4. S. Krupička, Fyzika feritů a příbuzných magnetických kysličníků, Academia, Praha 1969

Fyzika korelovaných elektronů 2/0 Zk — FPL072Vymezení pojmu “systém s korelovanými elektrony“. Elektronová struktura a metoda těsné vazby. Modelovéhamiltoniány. Teorie funkcinálu hustoty. Krystalové pole. Magnetoelastická vazba. Diskuse experimentálch metodstudia energií a vlnových funkcí.

Literatura: 1. D. Jiles, Electronic properties of materials, Charman & Hall, London 19932. Y. Kuramoto, Y. Kitaoka, Dynamics of heavy electrons, Clarendon Press, Oxford 20003. Aktuální časopisecká literatura

Fyzika polovodičů pro optoelektroniku I 2/0 Zk — OOE002Elektrony, díry, pásová struktura. Homogenní polovodič. Drift, difuze, generace, rekombinace, zachycení atunelování nosičů. Polovodičové struktury. Nízkodimenzionální struktury.

Literatura: 1. D. Jiles, Electronic properties of materials, Charman & Hall, London 19932. Y. Kuramoto, Y. Kitaoka, Dynamics of heavy electrons, Clarendon Press, Oxford 20003. Aktuální časopisecká literatura

40

Nerovnovážná statistická fyzika a termodynamika 3/0 Zk — FPL004Boltzmannova rovnice. Pauliho rovnice, rychlostní rovnice, Stern-Volmerova kinetika, Langevinova rovnice aBrownův pohyb. Fokker-Planckova rovnice. Onsagerovy vztahy. Kubova teorie lineární odezvy. Konvoluční anekonvololuční řídící rovnice; stochastická Liouvilleova rovnice. Řídící rovnice pro dva interagující podsystémy.Moriho a Tokuyama-Moriho metoda.Literatura: R.Kubo, M.Toda, N.Hashitsume: Statistical Physics II: Nonequilibrium Statistical Mechanics. Springer,

1985 (nektere partie prednasky)

Neutronové a synchrotronové záření v magnetických látkách 2/2 Z,Zk — ......Experimentální metody založené na rozptylu neutronů a interakcí synchrotronového záření s s magnetickou látkou.Aplikace metod budou demonstrovány na experimentech provedených ve špičkových neutronových asynchrotronových laboratořích (např. ILL a ESRF Grenoble).

Literatura: 1. E. Balcar, S.W. Lovesey: Theory of magnetic neutron and phonon scattering, Clarendon Pres Oxford 1989

2. Neutron and synchrotron radiation for condensed matter studies, Ed.: Baruchel et al., Vol. I – III, Springer-Verlag, Berlin 1993 3. http://www.ill.fr 4. http://www.esrf.fr

Aplikovaná strukturní analýza 2/0 Zk — FPL040Seznamuje posluchače především s využitím krystalografie a rentgenové strukturní analýzy v různých oblastechmateriálového výzkumu a při vývoji nových technologií. Zvláštní pozornost je věnována studiu velmi tvrdých achemicky stabilních objemových materiálů, mechanicky odolných multivrstev, magnetooptických multivrstevpoužívaných v záznamových médiích s vysokou hustotou záznamu, studiu ultratenkých vrstev a supravodičů.Přednáška je určena pro posluchače 4. a 5. ročníku studijních směrů fyzika pevných látek, fyzikální elektronika aoptika, mikroelektronika.

Literatura: V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, Karolinum, Praha 1992.

Studium reálné struktury pevných látek 2/0 Zk — FPL...Studium reálné struktury látek pomocí rtg difrakce, transmisní a řádkovací elektronové mikroskopie. Klasifikacenapětí. Určení zbytkových napětí. Textury. Studium velikosti, tvaru a rozdělení velikostí krystalitů. Hranice zrn -maloúhlové, velkoúhlové, dvojčatové. Lomové plochy. Stanovení vzájemné orientace zrn. Poruchy krystalové mříže:dislokace, vrstevné chyby; antifázové hranice. Bodové poruchy a precipitáty.

Literatura: V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč : Základy strukturní analýzy, Karolinum. Praha 1992.Defect and Microstructure Analysis by Diffraction. Eds. R. L. Snyder, J. Fiala, H.-J. Bunge. OxfordUniversity Press, Oxford 1999.

Difrakce rentgenového záření dokonalými krystaly 2/0 Zk — FPL038Elektromagnetický základ dynamické teorie difrakce rtg záření, vlnové pole v ohraničeném krystalu, absorpce, tokenergie, šíření polí v reálném krystalu jev anomální absorpce, rtg topografie a interferometrie, vícekrystalováuspořádání.

Literatura: V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč : Základy strukturní analýzy. Karolinum. Praha 1992Z.G. Pinsker : Dynamical Scattering of X-rays in Crystals. Springer Verlag. 1978

Metody řešení a upřesňování krystalových struktur monokrystalů — 1/1 Zk FPL039Základní krystalografické pojmy. Přehled základních experimentálních metod. Metoda těžkého atomu (Pattersonovafunkce, Harkerovy řezy, Fourierovy syntézy). Statistika reflexí. Přímé metody řešení fázového problému.Upřesňování krystalové struktury. Modulované a kompozitní struktury.

Literatura: V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč : Základy strukturní analýzy. Karolinum. Praha 1992J.Loub : Krystalová symetrie a rentgenová difrakce, Skripta

41

Fyzika ve vysokých tlacích 2/0 Zk — FPL...Mikroskopické aspekty působení vnějšího tlaku na kondenzované látky, změny interakcí a elektronové struktury,principiální experimenty.

Literatura: 1. M. Eremets : High Pressure Experimental Methods, Oxford University Press, Oxford 19962. Solid State Physics under Pressure : Recent Advance with Anvil Devices, KTK Scientific Publishers,

Tokyo 1985

Fyzika ve vysokých magnetických polích 2/0 Zk — FPL...Vytváření vysokých magnetických polí, experimentální možnosti, aplikace vysokých magnetických polí ve výzkumukondenzovaných látek, principiální experimenty.

Literatura: 1. F.R. de Boer, High-field magnetism, v: Encyclopedia of Materials: Science and Technology,Pergamon Press, Oxford 20012. http://ext.lanl.gov/orgs/mst/nhmfl/welcome.html

Magnetické struktury 2/0 Zk — FPL...Mikroskopické aspekty magnetického uspořádání, výměnné interakce, magnetická symetrie. Příklady vyšetřovánímagnetických struktur.

Literatura: 1. J. Jensen, A.R. Mackintosh, Rare-earth magnetism – Structures and excitations, Clarendon press, Oxford 1991 2. B. Barbara, D. Gignoux, C. Vettier, Lectures on Modern Magnetism, Science Press, Springer-Verlag 1988 3. Neutron and synchrotron radiation for condensed matter studies, Ed.: Baruchel et al.,

Vol. I – III, Springer-Verlag, Berlin 1993

Moderní materiály s aplikačním potenciálem — 2/0 Zk FPL...Krystalické, nanokrystalické, multivrstevnaté a kompozitní materiály – příprava a vlastnosti, souvislostmakroskopických a mikroskopických parametrů, možnosti ladění vlastností materiálu, aplikace.

Literatura: 1. F.E. Fujita, Physics of new materials, Spronger,-Verlag, Berlin 1998 2. Magnetism beyond 2000, 1.Magn.Magn.Mater. 200 (1999) 1-785 3. Aktuální časopisecká literatura

Teorie tvorby polymerních struktur 2/0 Zk — BCM076Přednáška navazuje na přednášku – Základy makromolekulární chemie. Rozvíjí zejména teoreticky popis vznikumakromolekul a sítí. Mechanismus vzniku lineárních a síťovaných struktur. Polydispersita a její stanovení.Teoretický popis růstu sítí, bod gelace a strukturní molekulární charakteristiky sítí. Teorie větvících procesů.

Literatura: A. Rényi: Teorie pravděpodobnosti, Academia, Praha 1972J. Sedláček: Úvod do teorie grafů, Academia, Praha 1977

Základy molekulární elektroniky 2/0 Zk — BCM072Základy molekulové fyziky, elektricky a opticky aktivní molekulární materiály. Základy molekulovýchelektronických elementů.

Literatura: J.Simon: Molecular Semiconductors, Springer, Berlín, 1985M.Pope, C.E.Swenberg: Electronic Processes in Organic Crystals, Clarendon Press, Oxford, 1982J.A.Chilton, M.T.Goosey (redaktoři): Special Polymers for Electronic and Optoelectronics, Chapman,Hall,London, 1995H.Dörr, H.Bonas-Laurent: Photochromism, Elsevier, Amsterodam, 1990S.Nešpůrek: Organické materiály, v knize: J.Šesták, Z.Strnad, A.Tříska (redaktoři): Speciálnítechnologie a materiály, Academia, Praha 1993V.Prosser a kolektiv.: Experimentální metody biofyziky, Academia, Praha, 1989

42

Vybrané problémy fyziky reálných povrchů 3/0 Zk — ...... Přednáška seznamuje studenty s aktuální problematikou a nejnovějšími aplikacemi reálných povrchů. Navazuje napřednášky: Fyzika povrchů a Experimentální metody studia povrchů. Speciální problémy a moderní aplikacemodifikace povrchu pevných látek nízkoteplotním plazmatem, speciální aplikace XPS a AES, zkoumání povrchů atenkých vrstev metodami analýz vysokoenergetickými iontovými svazky (IBA), RBS,ERDA a NRA. Speciálníaplikace infračervené spektroskopie (FTIR) a NMR zvláště pro povrchy makromolekulárních látek.

Literatura: J.L.Koenig: Spectroscopy of Polymers, 2nd Edition, Elsevier, N.Y. 1999M. Ohring: The Materials Science of Thin Films, Academic Press, Inc.,Harcourt Brace Jovanovich,Publishers, Boston, San Diego, New York, London, Sydney, Tokyo,Toronto,1992

Moderní směry ve fyzice makromolekul 3/0 Zk — ......Přednáška navazuje na přednášku - Základy makromolekulární fyziky. Bude zaměřena na řadu nově vznikajícíchmetod a odvětví oboru. Supramolekulární a kapalně-krystalické polymerní systémy. Nové inteligentní materiály nabázi polyelektrolytických sítí. Organické polovodiče a polymery pro optické aplikace. Nové spektroskopické adifrakční metody studia struktury a vlastnosti makromolekul.

Literatura: Kolektiv: Základy fyziky polymerů II. Edice MACRO, sv. M-17. ÚMCH ČSAV Praha 1988K. Dušek, Ed.: Responsive Gels: Volume Transitions I and II, Adv, Polym. Sci., 109 and 110 (1993)P. G. de Gennes: Scaling Concept in Polymer Physics, Cornell Univ. Press, Ithaca 1979

Základy mechaniky tekutin a turbulence 2/0 Zk — ......Ideální kapalina, Eulerova rovnice, Kelvinův teorém, viskózní kapalina, Navier-Stokesova rovnice, Reynoldsovočíslo, laminární proudění – příklady, stabilita laminárního proudění, hraniční vrstva, turbulence – základní představy(korelační funkce, Taylorova hypotéza, energetické spectrum) , supratekutá turbulence. Experimentální technika –anemometry, PIV (particle image velocimetry) LDV (laser Doppler velocimetry). Přenos tepla v kapalině,Rayleighova – Benardova konvexe

Literatura: L.D. Landau, E.M. Lifschits, Gidrodinamika, Nauka, Moscow 1988;U. Frisch, Turbulence - the legacy of A. N. Kolmogorov, Cambridge University Press 1995

Seminář fyziky reálných povrchů 0/2 Z 0/2 Z ......Seminář se zabývá charakterizací reálného povrchu nemodifikovaného i modifikovaného zvláště nízkoteplotníplazmou. Pozornost je věnována i moderním způsobům plazmové modifikace na základě současné časopiseckéliteratury.


Mossbauerova spektroskopie 2/0 ZK — FPL096Speciální kurs Moessbauerovy spektroskopie,její aplikace ve fyzice pevných látek a anorganické chemii.

Literatura: Moessbauer Spectroscopy ed. U. Gonser, edice Topics in Applied Physics, vol.5, Springer –Verlag 1975;Moessbauer Spectroscopy, ed. A.Vertes, L. Korecz, K. Burger, Akademiai Kiado, Budapest 1979

NMR v magneticky uspořádaných látkách 1/0 ZKSpeciální kurs aplikací metody NMR ve fero, feri a antiferomagnetických systémech. Excitace signálu a detekceextremně širokých spekter, možnosti užití pro studium krystalové a magnetické struktury materiálů.

Literatura: E. A.Turov, M.P.Petrov, NMR in Ferro- end Antiferromagnets, Claredon Press, Oxford, 1975

NMR spaktroskopie vysokého rozlišení 2/0 Zk — ......Kurs NMR spektroskopie vysokého rozlišení v kapalinách a v kondensované fázi. Možnosti využití pro studiumstruktury a dynamických vlastností malých molekul a vysokomolekulárních systémů. Metody vícedimenzionální

43

(2D, 3D) NMR spektroskopie v kapalinách. Metoda MAS a pulsní metody vysokého rozlišení v polymerníchsystémech.

Literatura: Harald Günther, NMR spectroscopy, J.Wiley &Sons, Chichester 1995;E. O. Stejskal, Jasper D. Memory, High resolution NMR in the solid state, Oxford Univ. Press, 1994;Martha D. Bruch (editor), NMR spectroscopy techniques, Marcel Dekker, Inc., New York

Seminář z fyziky polymerů 0/2 Z 0/2 Z BCM091Seminář fyziky polymerů je společným seminářem katedry fyziky polymerů a odborné skupiny Makromolekulárnísystémy fyzikální vědecké sekce JČMF, na kterém referují členové katedry, tuzemští a zahraniční hosté o aktuálníchvýsledcích vědecké práce v oblasti fyziky polymerů. Zařazovány jsou i přehledné referáty o současném rozvojijednotlivých oblastí fyziky polymerů.


Tvrdé a supertvrdé vrstvy a jejich aplikace 2/0 Zk — ......Přednáška seznamuje studenty s problematikou tvrdých a supertvrdých vrstev a pokrytí. Navazuje na přednáškuFyzika tenkých vrstev. Tvrdé vrstvy a pokrytí, adhese k podložce, tvrdost, pnutí, tribologické vlastnosti a jejichměření, příprava tvrdých vrstev magnetronovým stejnosměrným a střídavým naprašováním, příprava reaktivnímnapařováním pomocí oblouku a další speciální techniky, multivrstvé systémy, kompozity a nanokompozity aultratvrdé vrstvy.

Literatura: M. Ohring: The Materials Science of Thin Films, Academic Press, Inc.,Harcourt Brace Jovanovich, Publishers, Boston, San Diego, New York, London, Sydney, Tokyo,Toronto, 1992, 689 str.

Aplikace tenkých vrstev v optice a elektronice 2/0 Zk — ......Základy vytváření optických tenkých vrstev, základní charakterizace a funkce, interferenční optické vrstvovésystémy pro optické vrstvy, aplikace v optoelektronice, aplikace pro architektonicé sklo. Vodivé, polovodivé aizolační vrstvy pro elektronické prvky a systémy, vrstvy pro čidla a mikročidla.

Literatura: L.I.Maissel, R.Glang: Handbook of Thin Film Technology, McGraw-Hill, New York 1970 W. G. Driscoll. William Vaughan: Handbook of optics. McGraw-Hill, New York 1978

Optické vlastnosti tenkých vrstev 2/0 Zk — ......Přednáška navazuje na přednášku Fyzika tenkých vrstev a seznamuje studenty s fyzikálními základy optickýchaplikací. Propustnost a absorbce tenké vrstvy, index lomu, ovlivnění těchto parametrů způsobem přípravy tenkévrstvy, jev interference a jeho aplikace, využití tenkých vrstev v aktivních i pasivních prvcích optoelektroniky.

Literatura: L.I.Maissel, R.Glang: Handbook of Thin Film Technology, McGraw-Hill, New York 1970 W. G. Driscoll. William Vaughan: Handbook of optics. McGraw-Hill, New York 1978

Doporučené výběrové předměty pro obor fyzika kondenzovaných soustav a materiálů

1. rok studia

Fyzika povrchů a tenkých vrstev polymerů 2/0 Zk — BCM090Základní pojmy a vlastnosti povrchů makromolekulárních látek. Metody jejich zkoumání. Modifikace jejichpovrchu. Obecné a organické tenké vrstvy, jejich základní vlastnosti, metody zkoumání a způsoby přípravy.

Literatura: H.Biederman, Y.Osada:Plasma Polymerisation Processes. Elsevier, Amsterdam 1992B.W.Cherry:Polymer surfaces. University Press, Cambridge 1981H.Yasuda: Plasma Polymerization. Academic Press, Orlando, 1985L.Eckertová : Metody analysy povrchů. Academia, Praha 1990

Měřicí metody elektrických vlastností polymerů — 2/0 Zk ......

44

Přednáška uvádí studenta do problematiky zkoumání elektrických vlastností vodivých polymerů a organickýchpolovodičů. Měření elektrického odporu. Studium transportních jevů (pohyblivost a doba života nosičů náboje).Termoelektrické jevy. Dielektrické měřicí metody.

Literatura: J. Brož a kol.: Základy fysikálních měření II9(B). SPN, Praha 1974 P. Blood, J. W. Orton: The electrical characterization of semiconductors: majority carriers and electron states. Academic Press, London 1992 J. P. Runt, J. J. Fitzgerald : Dielectric spectroscopy of polymeric materials: fundamentals and applications, American Chemical Society, Washington 1997

Automatizace experimentů — 2/1 Z FPL017Obsahem přednášky jsou způsoby sestavení měřicí aparatury z jednotlivých přístrojů a jejich propojení s osobnímpočítačem, který pak slouží jak pro řízení experimentu, tak pro sběr naměřených dat.Počítače ve fyzikálním experimentu. Vytváření automatizovaných měřicích aparatur. Základní typy rozhraní a jejichpoužití pro řízení přístrojů a přenosy dat. Norma IEEE-488 a její rozšíření. Vývoj aplikací pro Windows.Programovací prostředí Testpoint. Praktické procvičení formou práce na konkrétní úloze.

Literatura: M. Šnorek : Periferní zařízení I. skriptum ČVUT, Praha 1991 http: //www.PCwebopaedia.com http: //www.cec488.com

Základy vytváření polymerních struktur — 2/0 Zk BCM060Způsoby polymerizace, způsoby vytváření a charakterizace polymerních vzorků, síťování, vytváření tenkých vrstevpolymerů netradičními metodami, plazmová polymerizace, naprašování, iontové svazky, vrstvy Langmuir-Blodgettové, úprava a studium povrchů, plazmové leptání.

Literatura: B. Vollmert: Základy makromolekulární chemie, Academia,Praha, 1970M.Lazár,D.Mikulášová: Syntéza a vlastnosti makromolekulárních látok,Alfa,Bratislava,1976J.Štěpek a kol.: Technologie zpracování a vlastnosti plastů, SNTL/Alfa Praha,1989H.Biederman, Y. Osada: Plasma Polymerization Processes. Elsevier, Amsterdam 1992

2. rok studia

Experimentální cvičení III 0/3 Z — ......Úlohy zejména spektroskopického zaměření prováděné vesměs na aparaturách používaných pro výzkumné práce napracovištích fakulty a v ústavech AV ČR.Studenti si vybírají stanovený počet úloh ze seznamu, který se každýmrokem upřesňuje.

Literatura: Pracovní úkoly k měřeným úlohám.

Strukturní teorie relaxačního chování polymerů 2/0 Zk — BCM062Přednáška navazuje na přednášku – Základy makromolekulární fyziky a rozšiřuje teoretický popis mechanických,dielektrických a kiných materiálových charakteristik. Výklad modelů relaxačního chování polymerních látek.Interpretace výsledků měření relaxací různými experimentálními metodami. Strukturní interpretace časových ateplotních závislosti materiálových funkcí.

Literatura: N. G. McCrum, B. E. Read, G Williams : Anelastic and dielectric effects in polymeric solids, Wiley,London 1967C. J. F. Böttcher, P. Bordewijk : Theory of electric polarization. Vol. 2, Dielectrics in time-dependentfields. Elsevier, Amsterdam 1978S., Jr Havriliak, S. J. Havriliak : Dielectric and Mechanical Relaxation in Materials Analysis,Interpretation, and Application to Polymers. Carl Hanser Verlag, München 1996

45

6. Optika a optoelektronika

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor optika a optoelektronika

Kvantová teorie I 4/2 Z,Zk — BCM...Formální schema KT. Teorie momentu hybnosti a spin. Metody přibližného řešení stacionární SR. Teorie rozptylu.Přibližné řešení nestacionární SR. Zlaté pravidlo. Semiklasická teorie emise a absorpce záření.

Literatura: J. Klíma, B. Velický: Kvantová mechanika I, II, skriptum UKA.S. Davydov: Kvantová mechanika, SPN 1978J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia 1983L. Landau, E.M. Lifšic: Kvantovaja mechanika, Moskva 1963

Vlnová optika — 4/2 Z,Zk OOE021Vlastnosti světelných vln, polarizace světla, (Muller-Jonesův počet, Stokesovy parametry), šířeni vln prostředím.Přiblížení geometrické optiky. Základy teorie optických zobrazení. Šíření vln ve vodivém prostředí. Reflexesvětelných vln a základy elipsometrie. Komplexní reprezentace optických polí, lineární integrální transformace voptice, klasická teorie koherence, částečná polarizace, skalární teorie difrakce, teorie aberací, přenosová funkcezobrazovací soustavy, úvod do holografie, úvod do teorie optických vlnovodů, vláknová optika, gaussovské svazky aoptické rezonátory.

Literatura: Saleh, B. E. A. - Teich, M.C.: Základy fotoniky I,II , MATFYZPRESS, Praha 1994-95Luneburg,R.K.: Mathematical Theory of Optics, University of California Press,Berkeley, CA, 1964Born,M. - Wolf,E.: Principles of Optics, Pergamon Press, New York, 6.vyd. 1980

Základy optické spektroskopie — 2/0 Zk OOE001Disperzní optická spektroskopie, interferometry ve spektroskopii, Fourierovská spektroskopie, vlastnosti detektorůzáření, základní metody měření optických vlastností látek.

Literatura: Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky, Academia Praha 1989

Numerické metody zpracování experimentálních dat — 2/0 Zk MAF035Základní i pokročilé numerické metody - řešení lineárních a nelineárních rovnic, numerická kvadratura, metodanejmenších čtverců, Fourierova transformace, metody Monte Carlo, dekonvoluce, faktorová analýza. Aplikace naexperimentální data.

Literatura: F.S. Acton, Numerical Methods That Work, Mathematical Association of America, 1990.U.M. Ascher, L.R. Petzold, Computer Methods for Ordinary Differential Equations and Differential-

Algebraic Equations, SIAM, 1998.B. Fornberg, A Practical Guide to Pseudospectral Methods, Cambridge University Press, 1996.M. Metcalf, J. Reid, Fortran 90/95 Explained, Oxford Science Publ., 1998.S. Míka, Numerické metody algebry, SNTL, 1985.W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in Fortran 77: The Artof Scientific Computing, Second Edition, Cambridge University Press, 1996. (Viz též

http://www.nr.com)W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in Fortran 90: The Artof Parallel Scientific Computing, Cambridge University Press, 1996.

1. rok studia

Teorie pevných látek 4/2 Z,Zk — FPL001Optické a magnetické vlastnosti a transport v pevných látkách objemových, se sníženou dimenzí i mezoskopických.Vliv translační symetrie a její narušení vnějšími poli či vnitřními poruchami. Na příkladu kmitů mříže a

46

elektromagnetického záření je ukázáno kvantování fyzikálních polí. Jsou zavedeny kvazičástice (excitony, magnony,plasmony, polarony). Použitím metod poruchové teorie, kanonické transformace a Greenových funkcí je na příkladuelektron-fononové interakce probrána jejich vzájemná interakce. vedoucí mimo jiné až k novému základnímu stavu(BSC teorie supravodivosti). Lokální přístup (užívající krystalové a ligandové pole, molekulární orbitaly) umožňujemodelovat reálnou elektronovou strukturu uspořádaných i neuspořádaných látek, slitin, kapalin a skel.

Literatura: Kittel C.: Úvod do fyziky pevných látek, Academia Praha,1985Anselm A.I.: Úvod do teorie polovodičů, Academia Praha 1976Frei V.: Fyzika pevných látek, SPN Praha 1981Kratochvíl P., Valvoda V.: Úvod do FPL I (skripta SPN)

Základy kvantové a nelineární optiky I 3/1 Z — OOE027Lineární a nelineární optika, teorie nelineárních susceptibilit. Klasický popis jevů druhého a třetího řádu: druháharmonická, parametrické interakce, čtyřvlnové procesy, třetí harmonická, dvoufotonová absorpce, fázovákonjugace, optická bistabilita, rozptyly spontánní, stimulované a vyšších řádů. Nestacionární koherentní jevy.Principy nelineární spektroskopie. Pozornost je věnovaná experimentální realizaci a využití nelineárních optickýchjevů.

Literatura: A.Yariv: Kvantovaja elektronika i nelinejnaja optika, Sovetskoe radio 1973A.Yariv: Vvedenije v optičeskuju elektroniku, Vysšaja škola 1983F.Zernike,J.E.Midwinter: Applied Nonlinear Optics, Wiley 1973Y.R.Shen: The Principles of Nonlinear Optics, Wiley 1984V.I.Bespalov,G.A.Pasmanik: Nelinejnaja optika i adaptivnyje sistemy, Nauka 1987V.G.Dimitrijev,L.V.Tarasov: Prikladnaja nelinejneja optika, Radio i svjaz 1982P.Chmela: Úvod do nelineární optiky,UP Olomouc 1982

Základy kvantové a nelineární optiky II — 3/1 Z,Zk OOE028Lineární a nelineární optika, teorie nelineárních susceptibilit. Klasický popis jevů druhého a třetího řádu: druháharmonická, parametrické interakce, čtyřvlnové procesy, třetí harmonická, dvoufotonová absorpce, fázovákonjugace, optická bistabilita, rozptyly spontánní, stimulované a vyšších řádů. Nestacionární koherentní jevy.Principy nelineární spektroskopie. Pozornost je věnovaná experimentální realizaci a využití nelineárních optickýchjevů.

Literatura: A.Yariv: Kvantovaja elektronika i nelinejnaja optika, Sovetskoe radio 1973A.Yariv: Vvedenije v optičeskuju elektroniku, Vysšaja škola 1983F.Zernike,J.E.Midwinter: Applied Nonlinear Optics, Wiley 1973Y.R.Shen: The Principles of Nonlinear Optics, Wiley 1984V.I.Bespalov,G.A.Pasmanik: Nelinejnaja optika i adaptivnyje sistemy, Nauka 1987V.G.Dimitrijev,L.V.Tarasov: Prikladnaja nelinejneja optika, Radio i svjaz 1982P.Chmela: Úvod do nelineární optiky,UP Olomouc 1982

Optoelektronické materiály a technologie 2/0 Zk — OOE003Úvod. Klasifikace materiálů. Polovodičové struktury pro optoelektroniku. Požadavky na polovodičový materiál.Fázové rovnováhy. Poruchy krystalů. Příprava monokrystalů a tenkých vrstev. Příměsi v krystalech. Pasivace ametalizace povrchů. Technologie prvků. Technologie integrovaných obvodů.

Literatura: A.Yariv: Vvedenije v optičeskuju elektroniku, Vysšaja škola 1983F.Zernike,J.E.Midwinter: Applied Nonlinear Optics, Wiley 1973Y.R.Shen: The Principles of Nonlinear Optics, Wiley 1984V.I.Bespalov,G.A.Pasmanik: Nelinejnaja optika i adaptivnyje sistemy, Nauka 1987V.G.Dimitrijev,L.V.Tarasov: Prikladnaja nelinejneja optika, Radio i svjaz 1982P.Chmela: Úvod do nelineární optiky,UP Olomouc 1982

Speciální praktikum pro OOE I 0/3 KZ — OOE046Experimenty z vlnové a kvantové optiky a z fyzikálních základů optoelektroniky.

Literatura: Návody k jednotlivým úlohám.

47

Speciální praktikum pro OOE II — 0/3 KZ OOE016Technologie přípravy polovodičových struktur. Metody měření fyzikálních vlastností pevných látek, zejménapolovodičů. Metody měření optických vlastností pevných látek. Měření optoelektronických prvků. Část úloh probíháformou exkurze.

Literatura: Návody k jednotlivým úlohám.

Exkurze (sudý kalendářní rok) — 0/1 Z OOE014Odborná týdenní exkurze po vědecko-pedagogických pracovištích u nás i v zahraničí pro studenty a pracovníky vesměru optika, optoelektronika a ve studijním plánu biofyzika ve FÚ UK.

Literatura: podle zadání vedoucího exkurze

Seminář (lichý kalendářní rok) — 0/1 Z OOE015Seminář pro studenty a pracovníky FUKU ve studijním plánu biofyzika a směru optika, optoelektronika. Probíhá vtýdenním soustředění. Obsah specifický podle vědeckých programů obou směrů.


Kvantová optika I 2/1 Z — BCM067Kvantová teorie elektromagnetického záření, úvod do teorie koherence, kinetické rovnice laseru, kinetické procesy vaktivním prostředí.

Literatura: Saleh, B. E. A. - Teich, M.C.: Základy fotoniky I-IV , MATFYZPRESS, Praha 1994-95Luneburg,R.K.: Mathematical Theory of Optics, University of California Press,Berkeley, CA, 1964Born,M. - Wolf,E.: Principles of Optics, Pergamon Press, New York, 6.vyd. 1980

Kvantová optika II — 2/1 Z,Zk BCM093Kvantová teorie elektromagnetického záření, úvod do teorie koherence, kinetické rovnice laseru, kinetické procesy vaktivním prostředí.


Atomární a molekulární systémy pro fotoniku 2/0 Zk — OOE031Interakce světelného záření s atomárním a molekulárním prostředím. Teorie grup a její aplikace ve spektroskopiielektronové, vibrační, Ramanovské a rotační (štěpení hladin, výběrová pravidla). Významná atomární a molekulárníprostředí pro laserovou fyziku.



Literatura: H.Frank: Fyzika a technika polovodičů. SNTL Praha 1990Teorie pevných látek. ČSAV Praha 1965T.S.Moss, G.J.Burrel,B.Ellis: Semiconductor Opto- Electronics. Překlad Mir, Moskva, 1976K.Seeger: Semiconductor Physics: Springer Verlag Berlin 1989

48

M.A.Herrman: Semiconductor Superlattices. Akademie-Verlag Berlin 1986. Překlad Mir, Moskva,1989J.Toušek: Fotoelektrické jevy v polovodičích. SPN Praha 1977J.Toušek: Polovodičové prvky III. Karolinum, Praha 1993Saleh, B. E. A. - Teich, M.C.: Základy fotoniky I-IV , MATFYZPRESS, Praha 1994-95

Fyzika polovodičů pro optoelektroniku II — 2/0 Zk OOE008Základní optické vlastnosti polovodičů, mechanismy optické absorpce a emise. Fotoelektrické jevy. Detekce světla,parametry detektorů. Generace světla, luminiscence, mechanismy zářivé rekombinace. Kvantové jámy asupermřížky, integrovaná optika. Experimentální metody.

Literatura: H.Frank: Fyzika a technika polovodičů. SNTL Praha 1990Teorie pevných látek. ČSAV Praha 1965T.S.Moss, G.J.Burrel,B.Ellis: Semiconductor Opto- Electronics. Překlad Mir, Moskva, 1976K.Seeger: Semiconductor Physics: Springer Verlag Berlin 1989M.A.Herrman: Semiconductor Superlattices. Akademie-Verlag Berlin 1986. Překlad Mir, Moskva,1989J.Toušek: Fotoelektrické jevy v polovodičích. SPN Praha 1977J.Toušek: Polovodičové prvky III. Karolinum, Praha 1993B.E.A.Saleh a M.C.Teich: Základy fotoniky, sv. 1 - 4. Matfyzpress Praha 1995


Literatura: T.S.Moss, G.J.Burrel,B.Ellis: Semiconductor Opto- Electronics. Překlad Mir, Moskva, 1976K.Seeger: Semiconductor Physics: Springer Verlag Berlin 1989M.A.Herrman: Semiconductor Superlattices. Akademie-Verlag Berlin 1986. Překlad Mir, Moskva,1989J.Toušek: Fotoelektrické jevy v polovodičích. SPN Praha 1977

Nerovnovážná statistická fyzika a termodynamika 3/0 Zk — FPL004Boltzmannova rovnice. Pauliho rovnice, rychlostní rovnice, Stern-Volmerova kinetika, Langevinova rovnice aBrownův pohyb. Fokker-Planckova rovnice. Onsagerovy vztahy. Kubova teorie lineární odezvy. Konvoluční inekonvoluční řídící rovnice; stochastická Liouvilleova rovnice. Řídící rovnice pro dva integrující podsystémy.Moriho a Tokuyama-Moriho metoda. Pro 5. ročník a PGDS.

Literatura: R.Kubo, M.Toda, N.Hashitsume: Statistical Physics II: Nonequilibrium Statistical Mechanics. Springer,1985

2. rok studia

Integrovaná a vláknová optika 2/0 Zk — OOE007Přenos a zpracování velkých objemů informace na optických frekvencích. Fyzikální podmínky pro šíření optickýchvln v objektech s jedním nebo dvěma rozměry srovnatelnými s vlnovou délkou optických vln. Využití poznatkůgeometrické optiky, mikrovlnného inženýrství, kvantové teorie a moderních technologií pro přípravu tenkých vrstevpolovodivých dielektrických i kovových materiálů a integrace optických prvků a obvodů na jediném substrátu. Popisvlnových procesů pomocí Maxwellových rovnic. Vedení elektromagnetických vln v planárních a cylindrickýchstrukturách, optická vlákna s radiálně proměnným indexem lomu, podmínky pro šíření jediného vidu, vazební prvkypro integrovanou optiku, periodické struktury, intensitní, elektrooptická, akustooptická a magnetooptická modulaceoptického signálu.

Literatura: T. Tamir,ed., Integrated Optics, Topics in Applied Physics, Vol. 7, Springer-Verlag, Berlin /Heidelberg / New York 1975.

49

D. Marcuse, Light Transmission Optics, Bell Laboratories Series, Van Nostrand Reinhold Company,New York / Cincinnati /Toronto / London / Melbourne 1972.A. W. Snyder, J. D. Love, Optical Waveguide theory, Chapman & Hall, London / New York / Tokyo /Melbourne / Madras 1991.R. Olshansky, Propagation in glass optical waveguides, Review of Modern Physics, Vol. 51, No. 2,April 1979, 341-366.

Nelineární optika polovodičových nanostruktur 2/1 Z,Zk — OOE061Přehled nízkodimensionálních polovodičových struktur: kvantové jámy, dráty, body. Příprava kvantových bodů.Elektronové energetické stavy. Lineární optické vlastnosti. Nelineární optické vlastnosti. Experimentální metodystudia optických nelinearit. Koherentní jevy v kvantovývh bodech. Fonony. Relaxace energie. Fotonické aplikace.

Literatura: : H.Frank: Fyzika a technika polovodičů. SNTL Praha 1990Teorie pevných látek. ČSAV Praha 1965T.S.Moss, G.J.Burrel,B.Ellis: Semiconductor Opto- Electronics. Překlad Mir, Moskva, 1976K.Seeger: Semiconductor Physics: Springer Verlag Berlin 1989M.A.Herrman: Semiconductor Superlattices. Akademie-Verlag Berlin 1986. Překlad Mir, Moskva,1989J.Toušek: Fotoelektrické jevy v polovodičích. SPN Praha 1977J.Toušek: Polovodičové prvky III. Karolinum, Praha 1993B.E.A.Saleh a M.C.Teich: Základy fotoniky, sv. 1 - 4. Matfyzpress Praha 1995

Speciální seminář z kvantové a nelineární optiky 0/2 Z 0/2 Z OOE033Aktuální problematika oboru a DP.


Fyzika polovodičů pro optoelektroniku III 2/0 Zk — OOE005Principy optoelektronických prvků: přechod P-N, Schottkyho kontakt, struktura MIS, heterogenní přechody,fotovoltaické jevy, polovodičové zdroje optického záření, polovodičové detektory a snímací elektronky.


Speciální seminář z optoelektroniky 0/2 Z 0/2 Z OOE010Aktuální problematika polovodičové optoelektroniky, diplomové semináře studentů.


Předměty výběrově povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor optika a optoelektronika

1. rok studia


Literatura: 1. D. Jiles, Electronic properties of materials, Charman & Hall, London 1993

50

2. Y. Kuramoto, Y. Kitaoka, Dynamics of heavy electrons, Clarendon Press, Oxford 20003. Aktuální časopisecká literatura

Fyzika polovodičů pro optoelektroniku II — 2/0 Zk OOE008Základní optické vlastnosti polovodičů, mechanismy optické absorpce a emise. Fotoelektrické jevy. Detekce světla,parametry detektorů. Generace světla, luminiscence, mechanismy zářivé rekombinace. Kvantové jámy asupermřížky, integrovaná optika. Experimentální metody.Literatura: 1. D. Jiles, Electronic properties of materials, Charman & Hall, London 1993

2. Y. Kuramoto, Y. Kitaoka, Dynamics of heavy electrons, Clarendon Press, Oxford 20003. Aktuální časopisecká literatura


Literatura: J.H. Davies: The Physics of Low-Dimensional Semiconductors (Cambridge University Press 1998)S. Datta: Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge University Press 1995)J. Voves, J. Kodeš: Electronické součástky nové generace (GRADA Publishing 1995)Abrikosov: Fundamentals of the Theory of Metals, Part II. Superconducting Metals (ElsevierScience Publishers 1988)P. Středa a Z. Janů: Supravodivost a fyzika nízkých teplot (skripta - ČVUT 1987)

Základy konstrukce a výroby optických prvků 0/1 Z — OOE048Studenti se seznámí se způsoby navrhování a výroby optických prvků a se základními měřícími metodami. Z důvodůomezené kapacity optické dílny, ve které se praktická výuka koná - maximálně 6 studentů - probíhá výuka v obousemestrech. Studenti si zapisují jeden z nich.

Literatura: Brož a kol.: Základy fyzikálních měření I,II, SPN 1967W. G. Driscoll. William Vaughan: Handbook of optics. McGraw-Hill, New York 1978

Spektroskopie s vysokým časovým rozlišením 2/0 Zk — OOE025Principy generace ultrakrátkých světelných pulsů, detekční technika, experimentální uspořádání. Aplikace - měřeníčasově rozlišené luminiscence, absorpce, odrazivosti, Ramanova rozptylu, vícevlnného směšování. Rychlé relaxačníprocesy v polovodičích a jejich strukturách.

Literatura: B.E.A.Saleh a M.C.Teich: Základy fotoniky, sv. 1 - 4. Matfyzpress Praha 1995Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky (kap.7.), Academia Praha 1989

Nelineární optika polovodičů — 2/0 Zk OOE059Lineární optické vlastnosti polovodičů a polovodičových struktur s jevem prostorového kvantování. Nelineárníoptické vlastnosti: dvoufotonová absorbce, teplotní nelinearity, elektronové-děrové plasma, excitony a biexcitony,stimulovaná emise, optický Starkův jev. Experimentální metody studia: metody excitace a sondování,Z - skenování,optická fázová konjugace, vícevlnné směšování, fotonové echo. Optická bistabilita, optické spínací elementy.

Literatura: B.E.A.Saleh a M.C.Teich: Základy fotoniky, sv. 1 - 4. Matfyzpress Praha 1995

Holografie 2/0 Zk — OOE049Druhy a typy hologramů. Holografické zobrazení. Účinnost rekonstrukce. Materiály pro holografický záznam.Holografická interferometrie a holografické zobrazovací prvky. Presentační holografie (exkurse v holografickélaboratoři). Určeno pro studijní směr z OOE.


Kvantová teorie koherence — 2/0 Zk TMF001

51

Atomární a molekulární systémy pro fotoniku 2/0 Zk — OOE031Interakce světelného záření s atomárním a molekulárním prostředím. Teorie grup a její aplikace ve spektroskopiielektronové, vibrační, Ramanovské a rotační (štěpení hladin, výběrová pravidla). Významná atomární a molekulárníprostředí pro laserovou fyziku.

Literatura: Literatura: T. Tamir,ed., Integrated Optics, Topics in Applied Physics, Vol. 7, Springer-Verlag,Berlin / Heidelberg / New York 1975.D. Marcuse, Light Transmission Optics, Bell Laboratories Series, Van Nostrand Reinhold Company,New York / Cincinnati /Toronto / London / Melbourne 1972.A. W. Snyder, J. D. Love, Optical Waveguide theory, Chapman & Hall, London / New York / Tokyo /Melbourne / Madras 1991.R. Olshansky, Propagation in glass optical waveguides, Review of Modern Physics, Vol. 51, No. 2,April 1979, 341-366.

Kvantová optika I 2/1 Z — BCM067Kvantová teorie elektromagnetického záření, úvod do teorie koherence, kinetické rovnice laseru, kinetické procesy vaktivním prostředí.


Kvantová optika II — 2/1 Z,Zk BCM093Kvantová teorie elektromagnetického záření, úvod do teorie koherence, kinetické rovnice laseru, kinetické procesy vaktivním prostředí.


Optika tenkých vrstev a vrstevnatých struktur — 2/0 Zk OOE011Interakce elektromagnetických vln definované polarizace s isotropní tenkou vrstvou na isotropní podložce. Reflexnía transmisní koeficienty. Vliv absorpce. Vztahy mezi materiálovými parametry (elektrickou permitivitou,susceptibilitou) a optickými charakteristikami. Elipsometrie. Vliv rozhraní. Rozšíření na vícevrstvé systémy.Uvážení optické anizotropie, krystalová optika tenkých vrstev. Stranově strukturované systémy a difrakce.

Literatura: R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and polarized light, Noth-Holland, Amsterdam / NewYork / Oxford 1977.P. Yeh, Electromagnetic propagation in birefringent layered media, J. Opt. Soc. Am. 69 (1979) 742-756



Základy teorie přenosu energie v molekulárních systémech I 2/0Zk — OOE041Principy teorie přenosu energie v molekulárních systémech. Aplikace teorie na reálné systémy.


52





Kvantová teorie II — 4/2 Z,Zk BCM...Hlavní náplní jsou základní principy a matematický aparát kvantové teorie a aplikace teorie na konkrétní systémy.

Literatura: J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Praha 1983A.. Messiah: Quantum Mechanics I.,II., Amsterdam 1964P.A.M. Dirac: Principles of Quantum Mechanics, Oxford 1958K. Gottfried: Quantum mechanics I. New York 1966J. P. L. Gomolčák, V. Černý: Úvod do kvantové mechaniky, Bratislava 1983.

2. rok studia

Fyzika polovodičů pro optoelektroniku III 2/0 Zk — OOE005Principy optoelektronických prvků: přechod P-N, Schottkyho kontakt, struktura MIS, heterogenní přechody,fotovoltaické jevy, polovodičové zdroje optického záření, polovodičové detektory a snímací elektronky.


Luminiscenční spektroskopie polovodičů 2/0 Zk — OOE035

53

Luminiscence anorganických a organických látek, základní pojmy. Experimentální metody luminiscenčníspektroskopie, přehled luminiscenčních jevů v polovodičích. Vlastní a nevlastní (příměsová) zářivá rekombinace,volné a lokalizované excitony a jejich identifikace ve spektru. Aplikace. Luminiscenční efekty při silném buzení(srážky excitonů, biexcitony, elektronděrová kapalina, Boseho-Einsteinova kondenzace excitonů). Základyluminiscence nízkodimensionálních polovodičových struktur. Nezářivé přechody. Elektroluminiscence, jejímechanismy a aplikace.

Literatura: Luminescence Spectroscopy, ed. by M.D.Lumb. Academic Press, London 1978Handbook on Semiconductors, ed. by T.S.Moss, Vol. 2, ed. by M.Balkanski (Chap. 6 - RadiativeRecombination), North Holland 1980N.Peyghambarian, S.W.Koch and A. Mysyrowicz, Introduction to Semiconductor Optics, PrenticeHall, Englewood Cliffs, New Jersey 1993Excitons, ed. by E.I.Rashba and M.D.Sturge, North Holland, Amsterdam 1982

Integrovaná optika 2/0 Zk — OOE047Optický vlnovod vrstvový, kanálkový - popis pole. Vytváření OV. Pasivní a aktivní vlnovodné struktury (akusto-,elektro-, magnetooptické jevy). Nelineární optické jevy v integrované optice. Polovodičové OV, OV s kvantovýmijamami a supermřížkami. Měření parametrů OV. Aplikace integrované optiky zejména v optických komunikacích asenzorech.

Literatura: Brož a kol.: Základy fyzikálních měření I,II, SPN 1967W. G. Driscoll. William Vaughan: Handbook of optics. McGraw-Hill, New York 1978

Teorie laseru 2/0 Zk — OOE034Kinetické rovnice laseru, semiklasický popis l., úplný kvantově-mechanický popis (vč.disipace a fluktuací systému).Vztahy mezi různými popisy a oblastí jejich použití - vztah s experimentem. Konkrétní řešení různých typů laserů arežimů generace.


Integrovaná a vláknová optika 2/0 Zk — OOE007Přenos a zpracování velkých objemů informace na optických frekvencích. Fyzikální podmínky pro šíření optickýchvln v objektech s jedním nebo dvěma rozměry srovnatelnými s vlnovou délkou optických vln. Využití poznatkůgeometrické optiky, mikrovlnného inženýrství, kvantové teorie a moderních technologií pro přípravu tenkých vrstevpolovodivých dielektrických i kovových materiálů a integrace optických prvků a obvodů na jediném substrátu. Popisvlnových procesů pomocí Maxwellových rovnic. Vedení elektromagnetických vln v planárních a cylindrickýchstrukturách, optická vlákna s radiálně proměnným indexem lomu, podmínky pro šíření jediného vidu, vazební prvkypro integrovanou optiku, periodické struktury, intensitní, elektrooptická, akustooptická a magnetooptická modulaceoptického signálu.

Literatura: T. Tamir,ed., Integrated Optics, Topics in Applied Physics, Vol. 7, Springer-Verlag, Berlin /Heidelberg / New York 1975.D. Marcuse, Light Transmission Optics, Bell Laboratories Series, Van Nostrand Reinhold Company,New York / Cincinnati /Toronto / London / Melbourne 1972.A. W. Snyder, J. D. Love, Optical Waveguide theory, Chapman & Hall, London / New York / Tokyo /Melbourne / Madras 1991. R. Olshansky, Propagation in glass optical waveguides, Review ofModern Physics, Vol. 51, No. 2, April 1979, 341-366.


Literatura: H.Frank: Fyzika a technika polovodičů. SNTL Praha 1990Teorie pevných látek. ČSAV Praha 1965T.S.Moss, G.J.Burrel,B.Ellis: Semiconductor Opto- Electronics. Překlad Mir, Moskva, 1976

54

K.Seeger: Semiconductor Physics: Springer Verlag Berlin 1989M.A.Herrman: Semiconductor Superlattices. Akademie-Verlag Berlin 1986. Překlad Mir, Moskva,1989J.Toušek: Fotoelektrické jevy v polovodičích. SPN Praha 1977J.Toušek: Polovodičové prvky III. Karolinum, Praha 1993B.E.A.Saleh a M.C.Teich: Základy fotoniky, sv. 1 - 4. Matfyzpress Praha 1995

Statistická fyzika kvantových mnohačásticových systémů I 2/0 Zk — TMF031Kvantová statististická mechanika, druhé kvantování a Fockův prostor, ideální a neideální kvantové plyny,dvoučásticové interakce. Poruchová teorie pro interagující systémy, Matsubarův formalismus, analytické vlastnostiporuchové řady a Greenovy funkce. Feynmanovy diagramy, Dysonova a Betheho-Salpeterova rovnice, Wardovyidentity a jednoduché aproximace. Interagující elektrony v kovech, mikroskopické základy teorie Fermiho kapaliny.


Statistická fyzika kvantových mnohačásticových systémů II — 2/0 Zk TMF032Silně interagující částice, mřížové modely, elektron-elektronová a elektron-fononová interakce. Selfkonzistentníaproximace pro silně korelované elektrony: funkcionální integrál a metoda sedlového bodu, statické aproximace,teorie středního pole a limita velkých dimenzí. Kvantové dynamické jevy: Kondův jev a formování lokálníchmagnetických momentů, teorie magnetismu v tranzitivních kovech. Mikroskopická teorie supravodivosti. Exaktněřešitelné modely - Betheho ansatz pro korelované elektrony.


Moderní metody počítačové fyziky 1/1 Z — PRF036Na programu seminaře jsou aktuální problémy z oblasti počítačové fyziky a chemie. Posluchači zapisují podle zájmuna základě programu zveřejněného před začátkem semestru.

Literatura: Podle dohodnutého programu zadá literaturu vedoucí semínáře.

7. Fyzika povrchů a ionizovaných prostředí

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor fyzika povrchů a ionizovanýchprostředí

Základy kvantové teorie 4/2 Z,Zk — OFY042Formální schéma KT. Některé jednoduché aplikace. Teorie representací. Moment hybnosti. Spin. Pohyb vcentrálnímpoli. Přibližné metody KT. Pohyb v elektrickém a magnetickém poli. Systémy mnoha částic. Adiabatickáaproximace. Bosony a fermiony. Jednočásticová aproximace. Druhé kvantování. Matice hustoty. Interakce systémuselektromagnetickým polem.

Literatura: Pišút J., Gomolčák L., Černý V.: Úvod do kvantovej mechaniky.ALFA Bratislava-SNTL Praha 1983Blochincev D.I.: Základy kvantové mechaniky. NČSAV Praha 1956Davydov A.S.: Kvantová mechanika. SPN Praha 1978Klíma J., Velický B.: Kvantová mechanika I(1992) a II(1990). Skriptum MFF UK Praha.Formánek J.: Úvod do kvantové mechaniky. Academia, Praha 1983.

Teorie pevných látek — 3/0 Zk FPL063

55

Struktura pevných látek. Kmity krystalové mřížky a její tepelné vlastnosti. Elektronová teorie krystalických látek.Metody výpočtu pásové elektronové struktury. Elektrické, magnetické a optické vlastnosti. Transportní jevy.

Literatura: Ch. Kittel: Introduction to solid staste physics, John Wiley and Sons, Inc., New York 1978A.I. Anselm: Vvedenie v teoriu poluprovodnikov, Moskva, GIML 1962 (Academia,Praha 1967), 2. vyd. Moskva, Nauka 1978J. Celý: Kvazičástice v pevných látkách, SNTL, Praha 1977

Vakuová technika — 2/0 Zk EVF...Úvodní informace o vakuové technice a jejím využití ve fyzikálních experimentu a vybraných průmyslovýchtechnologiích. Fyzikální základy vakuové techniky. Vakuové vývěvy a vakuometry. Vakuové a ultravakuovéaparatury. Metody hledání netěsností. Přednáška je vhodná pro studium všech zaměření experimentální fyziky.


Lafferty J. M.: Foundations of vacuum science and technology, John Wiley & Sons, New York 1998.

Povrchové vlastnosti pevných látek — 2/0 Zk EVF075Příprava a zpracování povrchů pro aplikace ve fyzice povrchů, tenkých vrstev, plazmatu a vakua. Přednáška jezaměřena na použití vakuových technologií, které jsou používány ve velké části experimentů na katedře EVF -interakce molekul plynů s povrchy, odstranění povrchových poruch ohřevem, příprava povrchů monokrystalů.

Literatura: Zangwill A.: Physics at surfaces, Univ. Press, Cambridge, 1988.

Metody fyziky plazmatu — 2/0 Zk EVF...Fyzikální základy, parametry charakterizující plazmatické skupenství. Metody vytváření plazmatu. Plazma jakoměnič energie (MHD generátory, fúzní reaktory). Plazma jako vodič (spínače). Metody aplikace plazmatu jakozdroje záření (světelné zdroje, plynové lasery, plazmatické zobrazovače). Metody využití plazmatu ke zpracovánímateriálů (sváření, řezání, nástřik). Metody zušlechťování povrchů materiálů (nanášení vrstev s pomocí plazmatu,"suché" leptání materiálů). Plazmachemie, chemické reakce probíhající v plazmatickém prostředí. Plazma jako zdrojnabitých (a neutrálních) částic. Princip plazmového motoru pro využití v kosmickém výzkumu.

Literatura: Kracík J., Tobiáš J.: Fyzika plazmatu, Academia Praha 1966.Chen F. F.: Úvod do fyziky plazmatu, Academia Praha 1984.

1. rok studia

Společné předměty

Fyzika povrchů 2/1 Z,Zk — EVF035Povrch pevné látky: ideální, reálný. Emise elektronů a iontů vyvolaná teplem a elektrickým polem. Jevy vyvolanéadsorpcí záření a dopadem částic. Metody analýzy povrchů z hlediska složení, struktury a morfologie.

Literatura: Eckertová L.: Elektronika povrchů, SPN Praha 1983.

Vakuová fyzika 2/1 Z,Zk — EVF021Úvod do studia fyziky nízkých tlaků a vakuové techniky. Základní představy o vakuu, kinetický popis zředěnéhoplynu. Interakce plynu s povrchem, základy teorie sorpčních procesů; fyzikální principy využívané k získávání aměření vakua.

Literatura: Pátý L.: Fyzika nízkých tlaků, Academia Praha 1968

Fyzika plazmatu I 2/0 Zk — EVF012Základní vlastnosti plazmatu, vznik, druhy, výskyt. Parametry plazmatu, jejich určování. Srážkové procesy vedoucíke vzniku a zániku různých druhů částic. Reakce v plazmatu. Popis plazmatu. Základy kinetické teorie -Boltzmannova rovnice, důsledky; rozdělovací funkce. Záření plazmatu.

56

Literatura: Kracík J., Tobiáš J.: Fyzika plazmatu, Academia Praha 1966. Galeev A. A., Sudan R. N.: Basic Plasma Physics, North-Holland Publishing Company,

Amsterdam-New York-Oxford, 1983.

Kybernetizace experimentu — 2/0 Zk EVF030Úvod do automatizace hromadného sběru dat, řízení fyzikálních měření a technologických procesů. Vybrané obvodyanalogové techniky, D-A, A-D převodníky. Aplikace číslicových integrovaných obvodů. Základy mikroprocesorovétechniky. Standardy připojení vnějších zařízení k počítači. Základy regulační techniky.

Literatura: Šícha M, Tichý M.: Elektronické zpracování signálů, skripta MFF, Karolinum, 1998.Šubrt V.: Jednočipové mikropočítače INTEL 8048-8096, Grada, 1992.Šnorek M.: Standardní rozhraní PC, Grada, 1992.

Základy počítačové fyziky I 2/2 KZ — EVF040HW a SW základy počítačové fyziky. Hlavní směry počítačové fyziky - numerické výpočty, řízení experimentů,zpracování textu, zpracování obrazu, integrální transformace, symbolické manipulace, spojité a částicovémodelování. Základy matematické statistiky a počtu pravděpodobnosti. Numerické metody. Jazyk FORTRAN 77.Určeno pro posluchače oboru fyzika kromě stud. směru FPIP.


Diplomový seminář EVF I 0/2 Z — EVF078Práce s literaturou, referování článků. Samostatné řešení úloh souvisejících se studovaným oborem a experimentálníprací na katedře.

Literatura: podle dohody

Diplomový seminář EVF II — 0/2 Z EVF...

Literatura: podle dohody a podle zadání diplomové práce.

Experimentální metody EVF I 0/5 KZ — EVF076Řešení experimentálních problémů zaměření FPIP z oblasti vakuové techniky, elektroniky, elektronové mikroskopie,metod povrchové analýzy, fyziky plazmatu a přípravy tenkých vrstev.

Literatura: podle zadaných úloh.

Experimentální metody EVF II — 0/5 KZ EVF077Řešení experimentálních problémů zaměření FPIP z oblasti vakuové techniky, elektroniky, elektronové mikroskopie,metod povrchové analýzy, fyziky plazmatu a přípravy tenkých vrstev.

Literatura: podle zadaných úloh.

Odborné soustředění 0/2 Z — SZZ003Seznámení se se širší tématikou řešenou na katedře, referát o současné problematice spojené s úkoly diplomovépráce.

2. rok studia

Společné předměty

Diplomový seminář EVF III 0/2 Z — EVF079

57

Referáty o problémech spojených s řešením diplomové práce a širší tematické oblasti s ní související. Samostatnéřešení úloh, referáty odborníků z praxe.


Diplomový seminář EVF IV — 0/2 Z EVF...Referáty o diplomové práci a širší tematické oblasti s ní související. Příprava k obhajobě.


Odborné soustředění 0/2 Z — SZZ003Seznámení se se širší tématikou řešenou na katedře, referát o současné problematice spojené s úkoly diplomovépráce.

Předměty výběrové povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor fyzika povrchů aionizovaných prostředí

1. rok studia

Adsorpce na pevných látkách — 2/1 Z,Zk EVF083Kinetika a dynamika adsorpce a desorpce. Adsorpční isotermy. Charakterizace povrchu pevné fáze. Experimentálnímetody studia povrchových procesů. Měření adsorpčního množství a adsorpčního tepla. Metody strukturní aspektroskopické. Teorie fyzikální adsorpce a chemisorpce. Přehled základních interakcí plynů s kovy. Základnípředstavy a teorie katalýzy.

Literatura: A. Zangwill: Physics at surfaces, Univ. Press, Cambridge, 1988, Rusky: MIR, Moskva, 1990A. W. Adamson: Physical chemistry of surfaces, J. Wiley, New York, 1990V. Ponec, Z. Knor, S. Černý: Adsorption on solids, Butterworth, London, 1974, česky: SNTL, Praha,1968

Elektronové spektroskopie — 2/0 Zk EVF...Přednáška je určena pro posluchače nejvyšších ročníků magisterského studia, kteří se chtějí zevrubně seznámits elektronově spektroskopickými metodami studia povrchů pevných látek. Jde zejména o spektroskopii Augerovýchelektronů, rentgenovou a ulrafialovou fotoelektronovou spektroskopii nebo o spektroskopii charakteristických ztrát,ale i o metody méně rozšířené, jakými jsou například spektroskopie elasticky odražených elektronů, spektroskopieprahových potenciálů a inverzní či dvoufotonová fotoelektronová spektroskopie. Přednáška do hloubky pojednávájak o jejich principech a příslušných experimentálních uspořádáních, tak o otázkách na nich založené kvalitativní ikvantitativní povrchové analýzy.

Literatura: Ertl G:, Köppers J.: Low Energy Electrons and Surface Chemistry, J. Willey, New York 1988.

Fyzika tenkých vrstev I 2/0 Zk — EVF058Interakce a migrace atomů na podložce. Mody a fáze růstu tenkých vrstev (TV). Rovnovážná teorie nukleace TV.Kinetika versus termodynamika. Kinetické rovnice růstu TV. Kritický poloměr ostrůvku pro růst další vrstvy. 2D -3D přechod. Počítačové simulace růstu. Růst na atomárních terasách. Epitaxní růst - mod Stranski Krastanov.Vlastnosti tenkovrstvových struktur - elektrické, magnetické, optické a mechanické. Využití tenkých vrstev -příklady. Nízkodimenzionální struktury.

Literatura: Eckertová L.: Physics of Thin Films, Plenum Press - SNTL, New York - Praha, 1986.

Elektronová difrakce — 2/0 Zk EVF…Struktura pevných látek, symetrie krystalů, krystalové mřížky, krystalové soustavy a bodové grupy. Kinematickáteorie difrakce. Transmisní elektronová mikroskopie a difrakce, LEED, RHEED. Aplikace elektronové difrakce vefyzice tenkých vrstev a v modelových katalyzátorech.

58

Literatura: Reflection High-Energy Electron Diffraction and Reflection Electron Imaging of Surfaces, NATOSeries, Plenum Press New York - London, 1988.

Fyzika plazmatu II — 2/0 Zk EVF004Plazma ve vnějším poli. Drifty v plazmatu. Vodivost plazmatu. Interakce plazmatu s vysokofrekvenčním polem.Difuze a ambipolární difuze. Vliv magnetického pole. Výboje v plynech (temný, doutnavý, vysokofrekvenční,oblouk, jiskra, korona). Nestability ve výbojích.

Literatura: Kracík J., Tobiáš J.: Fyzika plazmatu, Academia Praha 1966.Kracík J., Šesták B., Aubrecht L.: Základy klasické a kvantové fyziky plazmatu, Academia Praha 1974.

Raizer J. P.: Gas Discharge Physics, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 1991.

Plazma v kosmickém prostoru 2/0 Zk — EVF028Pohyb nabitých částic v silových polích, vlny v plazmatu, nelineární jevy, magnetické pole ve sluneční soustavě,sluneční vítr a jeho interakce s planetami, plazmové procesy v magnetosféře planet, vliv procesů na Slunci nageosféru, diagnostické metody v kosmickém plazmatu.

Literatura: Chen F. F.: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984. Kivelson M. G., Russell C. T.: Introduction to Space Physics, Cambridge, University Press, 1995. Goldston R. J., Rutherford P. H.: Introduction to Plasma Physics, IOP Publishing, Ltd. 1995.

Elektronika pro fyziky 2/0 Zk — EVF...Metody zpracování signálů. Šum, definice a druhy šumu. Převodníky neelektrických veličin na elektrický signál(senzory). Převodníky elektrického signálu na fyzikální veličinu (efektory). Analogové zpracování elektrickéhosignálu. Číslicové zpracování signálu. Základy číslicové elektroniky. Převodníky A/D a D/A. Připojování periferií kvýpočetnímu systému. Principy přídavných zařízení mikropočítače. Standardní rozhraní pro ovládání periferníchzařízení. Základy počítačových sítí.

Literatura: Šícha M., Tichý M.: Elektronické zpracování signálů, skripta MFF, Karolinum, Praha 1998.Farský V., Prokeš J.: Elektronické obvody I, II, skripta UJEP, Brno 1979. HamiltonD.G., Howard W.G.: Basic Integrated Circuits Engineering, Mc-Graw-Hill Kogakuska, Tokio 1978.

Modelování ve fyzice plazmatu — 1/1 KZ EVF065Modelování spojité. Modelování částicové - deterministické, stochastické a hybridní. Studium fyzikálních procesů vobjemu plazmatu, při interakci plazmatu s povrchy pevných látek v plazmochemii. Paralelismus v počítačové fyzice.Vhodné i pro doktorandské studium (PGS).

Literatura: Rapaport D.C.: The Art of Molecular Dynamics Simulation, Cambridge University Press,Cambridge 1995.Birdsall L. K., Langdon A. B.: Plasma Physics via Computer Simulation, IOP-Publishing Ltd. 1991.

2. rok studia

Řádkovací mikroskopie - STM, AFM 2/0 Zk — EVF...Fyzikální principy mikroskopií v blízkém poli: rastrovací tunelová miktoskopie (STM), mikroskopie atomárních sil(AFM), optické rastrovací mikroskopie v blízkém poli (SNOM). Další příbuzné a odvozené techniky (spektroskopie,mikroskopie balisticky emitovaných elektronů, šumová mikroskopie,...). Rozlišovací schopnost, mody měření,otázky konstrukce rastrovacích mikroskopů v blízkém poli, použití ve fyzice povrchů a tenkých vrstev, srovnání sdalšími technikami - transmisní elektronová mikroskopie (TEM), rastrovací elektronová mikroskopie (SEM),autoemisní mikroskop (FEM), iontový projektor (FIM) a mikroskopie pomalými elektrony (LEEM).

Literatura: Bai C.: Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf.Sci.32, Berlin-Heidelberg, New York 1992.

Iontové a molekulové spektroskopie 2/0 Zk — EVF017

59

Výměna náboje mezi ionty a povrchem, spektroskopie založené na principu neutralizace dopadajících iontů (INS) arozptylu iontů (ISS). Iontové odprašování, hloubkové profily. Hmotnostní spektroskopie sekundárních iontů (SIMS).Rozptyl neutrálních částic na povrchu PL. Elektronově stimulovaná desorpce.

Literatura: D.P. Woodruff, T.A. Delchar: Modern Techniques of Surface Science, University Press, Cambridge,Great Britain, 1986

Vysokofrekvenční a kvantová elektronika 2/0 Zk — EVF...Elektrické obvody při velmi vysokých kmitočtech. Skin efekt a vnitřní impedance vodiče. Homogenní vedení,telegrafní rovnice. Odraz na vedení, činitel stojatého vlnění. Šíření elektromagnetických vln ve vlnovodech.Dutinový rezonátor, pojem kvality. Generace vysokofrekvenčních kmitů. Pojem inverze hladin. Metody získáváníinverze hladin.Vysokofrekvenční a optický obor. Masery (frekvenční normály). Lasery v plynné fázi - (laser vevýboji He-Ne,CO2), lasery v pevné fázi (rubínový, polovodičový).

Literatura: Vejvodová J.: Základy kvantové elektroniky, SPN, Praha 1982.Vejvodová J.: Elementy mikrovlnných obvodů, SPN, Praha 1982.

Kybernetizace experimentu II 2/0 Zk — EVF031Současné technologie číslicových IO. Prvky architektury současných mikroprocesorů CISC, RISC a DSP.Architektura PC. Číslicová filtrace.

Literatura: Instrument communication handbook, IOtech. Inc., 1991. L. Ličev, D. Morkes, Procesory – architektura, funkce a použití, Computer Press, 1999. P.Broža, Stavíme si počítač, Computer Press, 2000.

Doporučené výběrové předměty pro obor fyzika povrchů a ionizovaných prostředí

2. rok studia

Elektronová a iontová optika — 2/0 Zk EVF015Základní informace o optice nabitých částic a jejich aplikacích. Určování polí a trajektorií nabitých částic. Prvkyelektronově optických systémů. Symetrické systémy. Základní aplikace. Vliv prostorového náboje.

Literatura: Urgošík B.: Elektronová a iontová optika, SPN Praha 1982.

Interakce molekul s aktivními povrchy 2/0 Zk — EVF...Přednáška je zaměřena na studium interakcí molekul s povrchy heterogenních katalyzátorů a senzorů na bázisystémů kov-oxid metodami povrchové analýzy. Hlavní pozornost bude věnována studiu adsorpce a reakce napovrších tzv. modelových systémů - dobře definovaných planárních struktur - metodami elektronových (XPS, XPD,UPS, AES, EELS), iontových (ISS, SIMS) a molekulových spektroskopií (TPD, TPR, MB).

Literatura: Zangwill A.: Physics at surfaces, Univ. Press, Cambridge, 1988, Rusky: MIR, Moskva, 1990.

Statistika a teorie informace 2/0 Zk — EVF007Náhodné procesy a veličiny, pravděpodobnost, statistické charakteristiky, fluktuace-šumy, korelační funkce, Wiener-Chinčinův teorém, spektrální výkonová hustota. Informace jako měřitelná veličina, rychlost přenosu, Gaborova věta,použití při zpracování experimentálních dat

Literatura: Matyáš V.: Měření, analýza a vytváření náhodných procesů, SNTL Praha 1976. Prchal I.: Teorie pravděpodobnosti ve sdělovací technice, NADAS, Praha, 1975.

Fyzika tenkých vrstev II 2/0 Zk — EVF...Přednáška se věnuje speciálním aspektům homoepitaxního a heteroepitaxního růstu tenkých vrstev. Homoepitaxe -orientovaný růst, růst na singulárních a vicinálních površích, vliv rekonstrukce na homoepitaxní růst, přechod mezi2D a 3D růstem. Heteroepitaxe - růst heteroepitaxních vrstev, jejich fyzikálně chemické vlastnosti a metody jejich

60

zkoumání. Hlavní pozornost je věnována systémům kov-kov a kov-oxid. Vliv pnutí a povrchové rekonstrukce namorfologii vrstev (příklady pro systémy kov-polovodič, polovodič-polovodič), samoorganizace.

Literatura: Venables J. A.: Surfaces and Thin Film Processes, Cambridge Univ. Press Cambridge 2000.

Hmotnostní spektroskopie 2/0 Zk — EVF016Fyzikální základy hmotnostní spektrometrie. Iontově optické a elektronově optické systémy v hmotnostnímspektrometru. Iontové zdroje. Systémy hmotnostních spektrometrů. Detekce a registrace iontů. Aplikace ainterpretace spekter.

Literatura: Blauth E.W.: Dynamic Mass Spectrometers, Elsevier Publishing Comp., New York 1966.

Fyzika plazmatu III 2/0 Zk — EVF006Horké plazma. Popis, podmínky rovnováhy, difuzní a vlnové procesy. Problematika fúze (magnetické nádoby).Kosmické plazma. Diagnostické metody, jejich možnosti použití. Aplikace plazmatu (osvětlovací a průmyslovésystémy). Základy plazmochemie a plazmochemických technologií.

Literatura: Kivelson M. G., Russell C. T.: Introduction to Space Physics, Cambridge, University Press, 1995. Chen F. F.: Úvod do fyziky plazmatu, Academia Praha 1984. Auciello, O., Flamm D. L. (ed.): Plasma Diagnostics, Vol. I, Academic Press, Inc., 1989.

Vysokofrekvenční elektrotechnika 2/0 Zk — EVF024Teorie dlouhých vedení, vlnovodů a rezonátorů s přihlédnutím k technických aplikacím, generacevysokofrekvenčních kmitů.

Literatura: J.C. Slater, Microwave Transmission, Mc-Graw-Hill Book Company, Inc., New Zork, London, 1942D.G. Fink, Radar Engineering, Mc-Graw-Hill, New York, London, 1947C.G. Montgomery, Editor, Technique of Microwave Measurements, Mc-Graw-Hill, New York,London, 1947J.W. Gewartowski, H.A. Watson, Principles of Electron Tubes, D. Van Nostrand Company, Inc.,Princeton, New Yersey, etc., 1965J. Kvasnica, Teorie elektromagnetického pole, Academia, Praha, 1985

Kvantová elektronika a optoelektronika 2/0 Zk — EVF014Fyzikální základy. Stimulovaná emise a metody jejího získávání. Systémy v mikrovlnném pásmu. Systémy voptickém pásmu (plynové, kapalinové, dielektrické a polovodičové lasery). Aplikace laserů v různých oborech,základy optických komunikací, vlastnosti optoelektronických systémů.

Literatura: Vejvodová J.: Základy kvantové elektroniky, SPN 1982

Elementární procesy a reakce v plazmatu — 2/0 Zk EVF005Elementární procesy v plazmatu. Rekombinace a ionizace. Úvod do teorie reakcí iontů a molekul. Experimentálnímetody zkoumání reakcí iontů a molekul, rekombinace, ionizace. Analýza procesů v plynných laserech,plazmochemických reaktorech, při interakci plazmy s povrchy, atd. z hlediska v nich probíhajících elementárníchprocesů. Plazmochemické procesy v ionosféře a mezihvězdném prostoru.

Literatura: Yiu Ng, Baer T., Powis I.: Unimolecular and bimolecular ion-molecule reactions, Wiley-Interscience,New York, 1994.McDaniel E. W., Mitchell J.B.A., Rudd M.E.: Atomic collisions. Heavy Particle Projectiles, Wiley-Interscience , New York, 1993.

Vybrané partie z fyzikální chemie — 2/0 Zk EVF072Fázové přechody, základy elektrochemie, molekulová struktura, elektrické a magnetické vlastnosti molekul, určovánímolekulární struktury, rotační a vibrační spektra, elektronová spektroskopie, vlastnosti makromolekul, klastry,chemické reakce, reakční kinetika a dynamika, experimentální techniky, laserová excitace a ionizace. Určenopředevším pro stud. směr FPIP.

61

Literatura: P. W. Atkins: Physical chemistry (také rusky), 1986A. Losche: Molekulphysik (také rusky) 1984, 1987R. Brdička, J. Dvořák: Základy fyzikální chemie, 1977V. C. Letochov: Lazernaja fotoionizacionnaja spectroskopia, 1987

Technologie vakuových materiálů — 2/0 Zk EVF047Volba, zpracování, příprava, čištění a použití materiálů pro vakuovou techniku, konstrukční zásady, vybrané metodyspojování, povrchové úpravy konstrukčních materiálů, použití kapalin a plynů ve vakuové technice.

Literatura: Barrer R.M. Diffusion in Solid, Cambridge University Press, Cambridge 1951. Boer J.H. Dynamical Character of Adsorption, Clarendon Press, oxford 1953. Bermann A.: Total pressure measurement, Academia Press, New York 1985.

Vakuové systémy — 2/1 Z,Zk EVF027Kinetická teorie zředěného plynu, proudění v oboru nízkých tlaků. Rozpouštění plynů v pevných látkách apermeace.Vákuový systém,průběh tlaku ve vakuovém systému, vliv sorpce, odplyňování. Vakuové a ultravakuovéaparatury,vakuové ventily.Speciální měřící metody.


Vakuové měřicí metody — 2/0 Zk EVF...Přednáška shrnuje nejnovější výsledky vývoje moderních metod užívaných pro měření v oboru vysokého a velmivysokého vakua. Hlavními tématy jsou měření ultravakua, ovlivňování měřeného vakua při měření, použitíionizačního vakuometru pro měření v oboru vyšších tlaků, analýza zbytkové atmosféry, quadrupólový a průletovýhmotnostní spektrometr, záznam a analýza hmotnostních spekter, kalibrace vakuometrů, normály vakua, měřeníproudu plynu, měření čerpací rychlosti, hledání netěsností, kalibrace hledačů netěsností. Obsah přednášky budereagovat na další vývoj a bude pravidelně inovován.

Literatura: Bermann A.: Total pressure measurement, Academia Press, New York 1985.Lafferty J.M.: Foundations of Vacuum Science and Technology, J. Willey, New York 1998.

Praktikum výpočetních metod fyziky I 0/3 Z — EVF052Objektově orientované programování. Vytváření programů prohlubujících jednotlivé partie přednášek F435 Základypočítačové fyziky F120 Počítačová fyzika. Jazyk FORTRAN 77. Jazyk FORTRAN 90 (zvládnutí do úrovněsamostatného řešení problémů). Numerické řešení problémů z různých oblastí fyziky.

Literatura: Hřebíček J., Kopeček I., Kučera J., Polcar P.: Programovací jazyk FORTRAN 77 a vědeckotechnickévýpočty Academia, Praha 1989Metcalf M., Reid J.: Fortran 90 Explained Oxford University Press, Oxford 1992

Praktikum výpočetních metod fyziky II 0/3 Z EVF053Objektově orientované programování. Vytváření programů prohlubujících jednotlivé partie přednášek F435 Základypočítačové fyziky F120 Počítačová fyzika. Jazyk FORTRAN 77. Jazyk FORTRAN 90 (zvládnutí do úrovněsamostatného řešení problémů). Numerické řešení problémů z různých oblastí fyziky.

Literatura: Hřebíček J., Kopeček I., Kučera J., Polcar P.: Programovací jazyk FORTRAN 77 a vědeckotechnickévýpočty Academia, Praha 1989Metcalf M., Reid J.: Fortran 90 Explained Oxford University Press, Oxford 1992

Proseminář k přednášce Modelování ve fyzice plazmatu — 1/1 KZ EVF065Modelování spojité. Modelování částicové - deterministické, stochastické a hybridní. Studium fyzikálních procesů vobjemu plazmatu, při interakci plazmatu s povrchy pevných látek v plazmochemii. Paralelismus v počítačové fyzice.Vhodné i pro doktorandské studium (PGS).

62

Literatura: Rapaport D.C.: The Art of Molecular Dynamics Simulation, Cambridge University Press, Cambridge1995.

Aplikovaná elektronika 2/0 Zk — EVF…Návrh síťových zdrojů, stabilizátorů, impulzních zdrojů, měničů stejnosměrného napětí, stejnosměrných a střídavýchzesilovačů, pasivních a aktivních filtrů, oscilátorů. Synchronní detekce, úzkopásmová filtrace. metody A/Dkonverze, jejich praktická realizace a srovnání. Oscilátory řízené napětím, kmitočtové ústředny, fázový závěs.principy měření elektrických a neelektrických veličin, elektronické měřící přístroje, osciloskopy, logickéanalyzátory.

Literatura: Seifart M.: Polovodičové prvky a obvody na spracovanie spojitých signálov, Alfa, Bratislava, 1988.Hamilton D.G., Howard W.G.: Basic Integrated Circuits Engineering, Mc-Graw-Hill Kogakuska, Tokio1978.

Doporučené předměty vhodné i pro ostatní obory

Základy počítačové fyziky I 2/2 KZ — EVF040HW a SW základy počítačové fyziky. Hlavní směry počítačové fyziky - numerické výpočty, řízení experimentů,zpracování textu, zpracování obrazu, integrální transformace, symbolické manipulace, spojité a částicovémodelování. Základy matematické statistiky a počtu pravděpodobnosti. Numerické metody. Jazyk FORTRAN 77.Určeno pro posluchače oboru fyzika kromě stud. směru FPIP.


Základy počítačové fyziky II — 2/0 Zk EVF041HW a SW základy počítačové fyziky. Hlavní směry počítačové fyziky - numerické výpočty, řízení experimentů,zpracování textu, zpracování obrazu, integrální transformace, symbolické manipulace, spojité a částicovémodelování. Základy matematické statistiky a počtu pravděpodobnosti. Numerické metody. Jazyk FORTRAN 77.Určeno pro posluchače oboru fyzika kromě stud. směru FPIP.


C++ pro fyziky — 1/1 Z PRF011Programovací jazyk C/C++ pro fyziky. Pokročilé metody programování: objekty v C++, algoritmy řízené událostmi,víceúlohové programování, základy architektury a vývoj aplikací pro Windows. Vhodné i pro PGS.

Literatura: Herout P.: Učebnice jazyka C, Kopp, České Budějovice, 1997. Herout P.: Borland C++ Návod k použití, České Budějovice, Kopp, 1994. Eckel B.: Myslíme v jazyku C++, Praha Grada 2000.

Programování v IDL 1/1 Z — EVF088Kurz práce v IDL (Interactive Data Language) v počítačové učebně Trója. Práce ve vývojovém prostředí IDL.Základní programové konstrukce, deklarace proměnných, funkcí a procedur, datové formáty. 2D a 3D grafika, práces barvou, fonty, tisk. Matematické algoritmy v IDL - příklady interpolace dat, fitování křivek a ploch, filtrace,možnosti analýzy signálu a zpracování obrazu, statistika. Další možnosti IDL - animace, zobrazení objemu, užití mapa zeměpisných projekcí. Vytváření aplikací s grafickým uživatelským rozhraním. Přenositelnost na jiné platformy,integrace s dalšími programovacími jazyky.

Literatura: Firemní dokumentace k programu IDL, Research Systems Inc. Fanning D. W.: IDL Programming Techniques, 2 nd ed., 2000.

Technologie počítačových sítí 2/0 Zk — PRF012

63

Historie propojování počítačů. Standardy pro komunikaci v počítačových sítích; model OSI. Reprezentace akódování dat přenášených na přenosovém mediu. Časový a frekvenční multiplex. Nejpoužívanější topologiepropojení počítačů. Základní součásti pro propojování sítí: repeater, bridge, router, gateway. Komunikace po veřejnételefonní síti; modem. Hardwarová rozhraní: RS-232C, Ethernet, Token Ring, ARCnet, LocalTalk, FDDI, základnícharakteristiky. Vybrané datové protokoly: IPX/SPX, TCP/IP.

Literatura: Novell-NetWare 4.0, úplný průvodce, GRADA Pavel Šmrha, Vladimír Rudolf, Internetworking, KOPP

Fortran 90/95 pro fyziky — 1/1 Z EVF...Programovací jazyk FORTRAN 90/95, odlišnosti jazyka FORTRAN 77. Knihovny podprogramů pro numerickévýpočty, grafiku a vizualizaci dat. Implementace základních algoritmů počítačové fyziky v jazyku FORTRAN.

Literatura: Zahradník V.: Programování FORTRAN 90, skripta CVUT Praha, 1996. Metcalf M., Reid J.: FORTRAN 90 Explained, Oxford Science Publication, Oxford 1992.

Úvod do fyziky plazmatu a počítačové fyziky 2/0 2/0 Zk FYM012Základy počítačové fyziky. Charakteristika a typy plazmatu. Teoretický popis plazmatu. Elementární procesy atransportní jevy. Částicové a spojité modelování ve fyzice plazmatu.

Literatura: Galeev A. A., Sudan R. N.: Basic Plasma Physics, North-Holland Publishing Company,Amsterdam-New York-Oxford, 1983.Birdsall L. K., Langdon A. B.: Plasma Physics via Computer Simulation, IOP-Publishing Ltd. 1991.

8. Biofyzika a chemická fyzika

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor biofyzika a chemická fyzika

Kvantová teorie I 4/2 Z,Zk — BCM...Základní principy a obecný formalismus. Schrödingerova rovnice, jednočásticové a dvoučásticové problémy.Systémy identických částic. Invariantnost a zákony zachování. Přibližné metody. Teorie srážek. Jednočásticovérelativistické vlnové rovnice.

Literatura: Davydov, Kvantovaja mechanika, GIFML, 1963 (existuje český překlad)Landau, J.M. Lifšic, Kvantovaja mechanika, NAUKA, 1974Schiff, Quantum Mechanics, McGraw Hill 1955Formánek, Úvod do kvantové teorie, Academia 1983

Kvantová teorie II — 3/2 Z,Zk BCM...Základní principy a obecný formalismus. Schrödingerova rovnice, jednočásticové a dvoučásticové problémy.Systémy identických částic. Invariantnost a zákony zachování. Přibližné metody. Teorie srážek. Jednočásticovérelativistické vlnové rovnice.




64

Obecná chemie — 2/1 Z,Zk BCM035Atomová a molekulová hmotnost, isotopy, ekvivalent, sytnost, vaznost. Roztoky, koncentrace, stechiometrickévýpočty. Stavové funkce, parciální molární veličiny, chemický potenciál. Fázové rovnováhy, chemické rovnováhy,rovnovážná konstanta, vliv teploty, atd.

Literatura: Vacík J. Obecná chemie, SPN Praha 1986Moore W.J. Fyzikální chemie, SNTL Praha 1979Gažo J. Všeobecná a anorganická chémia, ALFA Bratislava 1974.Bareš J., Černý Č., Fried V., Pick J. Příklady z fyzikální chemie, SNTL Praha 1979Cotton F.A., Wilkinson G. Anorganická chemie, Academia Praha 1973

Experimentální metody biofyziky II — 3/0 Zk BCM084Metody magnetické rezonance. Fenomenologický popis. Magnetická interakce jader a elektronů, kvadrupólováinterakce. Spektra NMR vysokého rozlišení.

Literatura: Prosser V., a kol.: Experimentální metody biofyziky (kap.7.), Academia Praha 1989Englich J.,Sedlák B.,Pilař J.: Experimentální metody biofyziky II, skriptum MFF UK,Praha 1984

Úvod do problémů současné biofyziky — 0/2 Z BCM094Biofyzika v rámci přírodních věd, vývoj biofyziky, základní koncepty molekulární genetiky, nová chemoterapeutika,metody fluorescenčních sond, struktura a funkce bilogických membrán, spektroskopická studie kvasinek, laserováRamanova spektroskopie ve výzkumu biomolekul.

Literatura: Prosser V., a kol.: Experimentální metody biofyziky (kap.7.), Academia Praha 1989Englich J.,Sedlák B.,Pilař J.: Experimentální metody biofyziky II, skriptum MFF UK,Praha 1984

Numerické metody zpracování experimentálních dat — 2/0 Zk MAF035Základní i pokročilé numerické metody - řešení lineárních a nelineárních rovnic, numerická kvadratura, metodanejmenších čtverců, Fourierova transformace, metody Monte Carlo, dekonvoluce, faktorová analýza. Aplikace naexperimentální data. Literatura: F.S. Acton, Numerical Methods That Work, Mathematical Association of America, 1990.

U.M. Ascher, L.R. Petzold, Computer Methods for Ordinary Differential Equations and Differential-Algebraic Equations, SIAM, 1998.

B. Fornberg, A Practical Guide to Pseudospectral Methods, Cambridge University Press, 1996. M. Metcalf, J. Reid, Fortran 90/95 Explained, Oxford Science Publ., 1998. S. Míka, Numerické metody algebry, SNTL, 1985.

W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in Fortran 77: The Artof Scientific Computing, Second Edition, Cambridge University Press, 1996. (Viz též


1. rok studia

Bioorganická chemie 2/1 Z,Zk — BCM010Základy organické chemie a chemie nejdůležitějších metabolitů,cukry,bílkoviny,tuky,enzymy a base NK.

Lteratura: P. Karlson Základy biochemie, Academia, Praha, 1981J.Pacák Poznáváme organickou chemii, SNTL, Praha, 1989Lékařská chemie a biochemie, ed. A.Němečková, Avicenum, Praha,1991

Rentgenová strukturní analýza biomolekul 2/0 Zk — BCM098

65

Základy strukturní krystalografie a fyzikální základy difrakční analýzy krystalických, částečně uspořádaných aamorfních látek s důrazem na vztah struktury a vlastností a se zaměřením na aplikace metod strukturní analýzy vbiofyzice, makromolekulární fyzice, chemické fyzice a krystalochemii.

Literatura: J. Chojnacki : Základy chemické a fyzikální krystalografie, Academia Praha 1979.V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, Karolinum, Praha, 1992.I. Kraus : Úvod do strukturní rentgenografie, Academia, 1985.

Experimentální metody biofyziky III 4/0 Zk — BCM002Metody optické absorpční spektroskopie, chiroptické metody a luminiscence aplikované v biofyzikálním výzkumu

Literatura: O.Jelínek,P.Pančoška,J.Štěpánek: Metody optické spektroskopie, Academia, Praha 1989Parker C.A.: Photoluminescence of Solutions, Elsevier, Amsterdam (1986) - ruský překladFotoljuminescencija rastvorov, Izd. nauka, Moskva (1972)Vacek K., Pantoflíček J., Jelínek O.: Luminiscence I a II, SPN Praha (1972)Jelínek O.: Experimentální metody biofyziky III - Luminiscence, SPN Praha (1983)Lakowicz J.R.: Principles of Fluorescence Spectroscopy, Plenum Press, New York (1983)

Praktikum z experimentálních metod biofyziky a chemické fyziky I 0/5 KZ — BCM095Praktické seznámení se základními preparativními a měřícímí metodami biofyziky - biochemická izolace, kultivacebuněk, elektronová a optická mikroskopie, NMR spektroskopie vysokého rozlišení, elektronová absorpčníspektroskopie.

Literatura: Zadání jednotlivých úloh.

Praktikum z experimentálních metod biofyziky a chemické fyziky II — 0/5 KZ BCM103Praktické seznámení se základními preparativními a měřícímí metodami biofyziky - biochemická izolace, kultivacebuněk, elektronová a optická mikroskopie, NMR spektroskopie vysokého rozlišení, elektronová absorpčníspektroskopie.


Seminář z biofyziky 0/2 Z 0/2 Z BCM006Aktuální problematika biofyziky, diplomové semináře studentů.

Literatura: Aktuální časopisecké články.Biochemie — 1/1 Zk BCM012Základní metabolismy (biologická oxidace, metabolismus cukrů, tuků, bílkovin, fotosyntéza, cyklus kyselinycitronové, regulace metabolických pochodů).

Literatura: Lékařská chemie a biochemie (ed. A. Němečková), Avicenum, Praha 1991P. Karlson: Základy biochemie, Academia, Praha, 1981J. Musil, O. Nováková: Biochemie v obrazech a schematech , Avicenum, Praha, 1990J. Koštíř Biochemie známá a neznámá, Avicenum, Praha, 1980Z. Šípal, P. Anzenbacher, P.Pěč, J. Pospíšil, J. Růžička: Biochemie, SPN, Praha, 1992D. Voet, J.G. Voetová: Biochemie, Victoria publ., Praha, 1995

Molekulární spektroskopie I 2/0 Zk — BCM086Přehled hlavních spektroskopických metod. Atomová a molekulární spektra, NMR, NQR, ESR, M#ssbauerova amikrovlnná spektroskopie. Elektronová spektroskopie organických molekul. Aplikované teoretické závěry.Vlastnosti a deaktivace excitovaných stavů.

Literatura: M. Horák, D. Papoušek: Infračervená spektra a struktura molekul, Academia 1976 PrahaD. Papoušek, M.R. Aliev: MOLECULAR VIBRATIONAL - ROTATIONAL SPECTRA, Academia1982 PrahaM. Nepraš, M. Titz: Základy teorie elektronových spekter, SNTL 1983 Praha

66

V. Prosser a kol. Experimentální metody biofyziky, Academia 1989 PrahaK.N.Solovyev, L.L. Gladkov, A.S. Staruchin, S.F. Shkirman: SPEKTROSKOPIJA PORFIRINOV:KOLEBATĚLNYJE SOSTOJANIJA, Nauka i Technika, Minsk 1985 (vybrané kapitoly)J. Hála: Nízkoteplotní optická spektroskopie chlorofylu a jemu podobných molekul, Academia 1989Praha

Molekulární spektroskopie II — 2/0 Zk BCM087Vysoce rozlišená infračervená a Ramanova spektroskopie. Využití při vibrační analýze, frekvence normálníchvibrací porfyrinů a fotosyntetických systémů. Vibračně rozlišená Špolského a site selektivní spektroskopie.Relaxační procesy a homogenní šířka optického přechodu. Časově rozlišená spektroskopie (ns, ps, fs) Využití přistudiu přenosu energie a transportu náboje. Vypalování spektrální díry (hole burning). Fotonové echo.

Literatura: M. Horák, D. Papoušek: Infračervená spektra a struktura molekul, Academia 1976 PrahaD. Papoušek, M.R. Aliev: MOLECULAR VIBRATIONAL - ROTATIONAL SPECTRA, Academia1982 PrahaM. Nepraš, M. Titz: Základy teorie elektronových spekter, SNTL 1983 PrahaV. Prosser a kol. Experimentální metody biofyziky, Academia 1989 PrahaK.N.Solovyev, L.L. Gladkov, A.S. Staruchin, S.F. Shkirman: SPEKTROSKOPIJA PORFIRINOV:KOLEBATĚLNYJE SOSTOJANIJA, Nauka i Technika, Minsk 1985 (vybrané kapitoly)J. Hála: Nízkoteplotní optická spektroskopie chlorofylu a jemu podobných molekul, Academia 1989Praha

Symetrie molekul — 2/0 Zk BCM027Analýza symetrie kvantových systémů pomocí teorie grup. Grupy symetrie a jejich representace. Zákony zachování.Symetrizované vlnové funkce. Faktorizace Hamiltoniánu. Klasifikace kvantových stavů podle symetrie. Výběrovápravidla. Štěpení hladin při snížení symetrie. Aplikace při studiu elektronových a vibračních stavů molekul.

Literatura: Elliott J.P., Dawber P.G.: Symmetry in Physics 1, 2. The Macmillan Press, London 1979Fišer J.: Úvod do molekulové symetrie. SNTL, Praha 1980Flurry R.L.: Symmetry Groups. Theory and Chemical Applications. Prentice-Hall, Englewood Cliffs1980Landau L.D., Lifšic E.M.: Kvantovaja mechanika.Kap XII a XIII. Nauka, Moskva 1974Ljubarskij G.J.: Teorija grupp i jeje primenenije v fizike. Fizmatgiz, Moskva 1958

Seminář 0/2 Z 0/2 Z

2. rok studia

Molekulární biofyzika 3/0 Zk — BCM008Přenos genetické informace, Centrální dogma molekulární biologie, DNA, RNA, bílkoviny, enzymy - úloha. Genovéinženýrství. Klonování DNA. Rekombinace in vitro. Genová exprese fragmentů.

Literatura: Alberts B, Základy buněčné biologie, Espero, 2001

Seminář z biofyziky 0/2 Z 0/2 Z BCM006Aktuální problematika biofyziky, diplomové semináře studentů.


Seminář 0/2 Z 0/2 Z Aktuální problematika biofyziky, diplomové semináře studentů.


67

Předměty výběrové povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor biofyzika a chemickáfyzika

1. rok studia

Experimentální metody biofyziky IV — 2/0 Zk BCM003Základy bioenergetických procesů v buňce: termodynamika biochemických reakcí, enzymová katalýza a regulace,membránový transport, dýchací řetězec, fotosýntéza, nervové buňky a přenos elektrických signálů, proces vidění,aktivní pohyb.

Literatura: O.Jelínek,P.Pančoška,J.Štěpánek: Metody optické spektroskopie, Academia, Praha 1989Parker C.A.: Photoluminescence of Solutions, Elsevier, Amsterdam (1986) - ruský překladFotoljuminescencija rastvorov, Izd. nauka, Moskva (1972)Vacek K., Pantoflíček J., Jelínek O.: Luminiscence I a II, SPN Praha (1972)Jelínek O.: Experimentální metody biofyziky III - Luminiscence, SPN Praha (1983)Lakowicz J.R.: Principles of Fluorescence Spectroscopy, Plenum Press, New York (1983)

Biofyzika fotosyntézy — 2/0 Zk BCM088Význam fotosyntézy v přírodě. Historie získávání poznatků o fotosyntéze. Fotosyntetický aparát. Absorbce světla -fotosystém I a II. Přenos elektronů a fosforylace. Fixace oxidu uhličitého. Bakteriální fotosyntéza. Přehled využitíbiofyzikálních metod ve výzkumu fotosyntetických systémů.

Literatura: W.A. Cramer, D.B. Knaff: Energy Transduction in Biological Membranes, 1986R.P.F. Gregory: Biochemistry of Photosynthesis, 3rd. Edition, J. Wiley, Chichester, 1986J. Ames: Photosynthesis, 1989I. Šetlík, J. Hála: Biofyzika fotosyntézy, rukopis skript

Rozptylové metody v optické spektroskopii — 2/0 Zk OOE012Spektroskopické metody kvazielastického, Brillouinova a Ramanova rozptylu a jejich aplikace při studiuanorganických, organických a biologických látek.Rezonanční a povrchově zesílený Ramanův rozptyl.Ramanovaspektroskopie nelineární a časově rozlišená.

Literatura: Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky (kapitola 6 - Metody optické spektroskopie),Academia, Praha 1989Fišer J.: Úvod do molekulové symetrie (vybrané kapitoly), SNTL, Praha 1980Demtröder W: Laser spectroscopy (kapitola 4 a 9), Springer, Berlin 1981Methods of Experimental Physics vol. 20: Biophysics (Ehrenstein G, and Lecar H., Eds.)(kapitola 3 až 7), Academic Press, New York 1982

Exkurze — 0/1 Z OOE014Odborná týdenní exkurze po vědecko-pedagogických pracovištích u nás i v zahraničí, koná se každý sudý rok.Literatura: Podle zadání vedoucího exkurze

Seminář — 0/1 Z OOE015Probíhá v týdenním soustředění každý lichý rok. Obsah specifický podle vědeckých programů obou směrů.


Praktikum z experimentálních metod biofyziky a chemické fyziky I 0/5 KZ — BCM095Praktické seznámení se základními preparativními a měřícímí metodami biofyziky - biochemická izolace, kultivacebuněk, elektronová a optická mikroskopie, NMR spektroskopie vysokého rozlišení, elektronová absorpčníspektroskopie.


68

Praktikum z experimentálních metod biofyziky a chemické fyziky II — 0/5 KZ BCM103Praktické seznámení se základními preparativními a měřícímí metodami biofyziky - biochemická izolace, kultivacebuněk, elektronová a optická mikroskopie, NMR spektroskopie vysokého rozlišení, elektronová absorpčníspektroskopie.


Molekulární simulace v chemické fyzice 2/1 Z,Zk — BCM055Použití empirických silových polí k popisu krystalového pole - molekulární mechanika. Anharmonicita krystalovéhopotenciálu a symetrie vazeb, tepelný pohyb atomů - molekulární dynamika. Predikce struktur a vlastností na základěkombinace modelováni a experimentu (rtg. difrakce a IČ spektroskopie). Modelování struktur molekul a polymerů.Modelování struktur krystalů a krystalových struktur. Využití v materiálovém výzkumu: reakce v pevné fázi -interkalace, sorpce. Jevy na rozhraní fází a na površích. Studium struktur polymerních sítí a kapalných krystalů.Studium konformačního chování molekul a vztah k biologické aktivitě. Z důvodů kapacity počítačové laboratořeprobíhá v obou semestrech.

Literatura: Manuály k programům.

Ab initio výpočty v chemii a biochemii 3/2 Z,Zk — BCM050Cílem tohoto cyklu přednášek je poskytnout ucelený pohled na současné možnosti výpočetní kvantové chemie voblasti elektronových vlastností od základní SCF aproximace až po vysoce sofistikované výpočty korelační energieaplikované na chemické a biochemické problémy.

Literatura: Zahradník R., Polák R. Základy kvantové chemie, SNTL Praha 19Čárský P., Urban M. Ab initio výpočty v chemii, SNTL Praha 1985Fišer J. Úvod do kvantové chemie, Academia Praha1983Fišer J. Úvod do molekulové symetrie (Aplikace teorie grup v chemii), SNTL Praha 1980Hobaz P., Zahradník R. Mezimolekulové komplexy, Academia Praha 1988Dyall K.G. Introduction to Relativistic Quantum Chemistry, A Course for Graduate Students, OdenseUniversity, 1995

Teoretické základy molekulární spektroskopie 2/1 Z,Zk — BCM031Interakce látky s elmg. polem v druhém kvantování. Einsteinovy koeficienty - zavedení fenomenologické a zdruhého kvantování. Dipólová a vyšší multipólové aproximace. Tvar spektrální čáry izolované molekuly. Tvarspektrální čáry systému ovlivněného měřením. Vliv interakcí na spektrální čáru. Výběrová pravidla.

Literatura: A. S. Davydov: Kvantová mechanika, SPN, Praha, 1978J. Formánek: Úvod do kvantové mechaniky, Academia, Praha, 1983H. Haken: Kvantovopoľová teória tuhých látok, Alfa, Bratislava, 1987.H. Haken, H. Ch. Wolf: Molecular Physics and Elements of Quantum Chemistry, Springer,Berlin, 1995W. Demtröder: Laser Spectroscopy, Springer, Berlin, 1996

Rentgenová strukturní analýza a elektronová mikroskopie 2/0 Zk — FPL025Krystalografie. Symetrie vláknitých molekul a sférických virů. Studium struktury molekul a biologických objektů rtgdifrakcí a elektronovou mikroskopií.

Literatura: V. Prosser a kol.: Experimentální metody biofyziky, Academia, Praha 1989V. Valvoda: Základy krystalografie, SPN Praha 1982V. Valvoda: Rentgenová strukturní analýza, SPN, Praha 1982V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč : Základy strukturní analýzy, Karolinum. Praha 1992

Praktická cvičení z kvantové chemie — 0/3 Z BCM099Cvičení jsou určena k hlubšímu pochopení a praktickému zvládnutí moderních kvantově chemických metod. Jevhodné, aby studenti měli předběžné znalosti z kvantové chemie v rozsahu přednášky BCM050 Ab initio metody vkvantové chemii a biochemii.

69

Literatura: Zahradník R., Polák R. Základy kvantové chemie, SNTL Praha 19Čárský P., Urban M. Ab initio výpočty v chemii, SNTL Praha 1985Fišer J. Úvod do kvantové chemie, Academia Praha1983Fišer J. Úvod do molekulové symetrie (Aplikace teorie grup v chemii), SNTL Praha 1980Hobaz P., Zahradník R. Mezimolekulové komplexy, Academia Praha 1988Dyall K.G. Introduction to Relativistic Quantum Chemistry, A Course for Graduate Students, OdenseUniversity, 1995Manuálly k programům.

2. rok studia

Přenos energie v biosystémech 2/0 Zk — BCM004Základy bioenergetických procesů v buňce: termodynamika biochemických reakcí, enzymová katalýza a regulace,membránový transport, dýchací řetězec, fotosýntéza, nervové buňky a přenos elektrických signálů, proces vidění,aktivní pohyb.

Literatura: P. W. Atkins: Physical chemistry (také rusky), 1986A. Losche: Molekulphysik (také rusky) 1984, 1987R. Brdička, J. Dvořák: Základy fyzikální chemie, 1977V. C. Letochov: Lazernaja fotoionizacionnaja spectroskopia, 1987W.A. Cramer, D.B. Knaff: Energy Transduction in Biological Membranes, 1986R.P.F. Gregory: Biochemistry of Photosynthesis, 3rd. Edition, J. Wiley, Chichester, 1986J. Ames: Photosynthesis, 1989

Struktura, dynamika a funkce biologických membrán 2/0 Zk — BCM014Struktura a složení biomembrán. Membránové lipidy. Membránové proteiny. Topografie membrán. Lipid-proteinovéinterakce. Interakce malých molekul s membránami. Elektrické vlastnosti membrán, membránový potenciál. Póry,kanály a přenašeče. Fúze membrán. Spektroskopie biologických membrán. Biogeneze membrán.

Literatura: Alberts B, Základy buněčné spektroskopie, Espero, 2001

Význam a funkce kovových iontů v biologických systémech 2/0 Zk — BCM023Anorganické prvky v živých systémech, výskyt a funkce. Esencialita a toxicita kovů. Komplexní ionty přechodovýchkovů. Interakce kovů s porfyriny a nukleovými kyselinami. Metabolizmus nejvýznamnějších kovů (Fe, Cu, Zn, Ni) anejvýznamnější enzymy obsahující stopové prvky. Chemoterapeutika s některými neesenciálními kovy.

Literatura: W. Kaim, B. Schwederski Bioinorganic Chemistry:Inorganic Element in the Chemistry of Life,J.Wiley, Chichester, 1994

Detekce a spektroskopie jednotlivých molekul 2/0 Zk — BCM101Teoretické základy optické spektroskopie kondenzovaného stavu; statistický soubor vs. jednotlivé kvantovéstruktury. Exprimentální techniky detekce jednotlivých kvantových struktur: nízkoteplotní vysocerozlišenáspektroskopie; konfokální a near-field mikroskopie a spektroskopie při nízkých a pokojových teplotách; časověrozlišené metody; další techniky (Ramanův rozptyl, nelineární optické metody). Aplikace: fyzika a chemiejednotlivých organických molekul; jednotlivé kvantové tečky a struktury kvantových teček polovodičů; fyzikální achemické procesy na jednotlivých molekulách a komplexech v biologických membránách; aplikace v analytickéchemii.

Literatura: Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky (kapitola 6 - Metody optické spektroskopie),Academia, Praha 1989Fišer J.: Úvod do molekulové symetrie (vybrané kapitoly), SNTL, Praha 1980Demtröder W: Laser spectroscopy, Springer, Berlin 1981Methods of Experimental Physics vol. 20: Biophysics (Ehrenstein G, and Lecar H., Eds.)Academic Press, New York 1982

Základy klasické radiometrie a fotometrie 2/0 Zk — BCM102

70

Zavedení základních pojmů fenomenologické radiometrie: energie záření, výkon (tok) záření, radiance (zář) zdroje apole záření, irradiance (intenzita ozáření), směrová intenzita atd. Zavedení příslušných spektrálních veličin.Formulace základních předpokladů, na kterých je klasická radiometrie vybudována. Role geometrické optiky přibudování fenomenologické radiometrie, vektor záření a jeho integrální charakteristiky při popisu záření v danémbodě prostoru; odvození rovnice přenosu záření v homogenním a izotropním prostředí. Elementární řešení rovnicepřenosu a jeho aplikace na jednoduché případy: bodový, plošný a lineární zdroj. Analogie bodového zdroje sbodovým nábojem: kosinové (lambertovské) zdroje, přenos záření od zdroje k detektoru, aproximace radiance vobrazu optického systému, numerická apertura a F-číslo. Absolutní měření optického záření: absolutní přesnost atraceabilita, typy chyb při měření. Absolutní zdroje: černé těleso, synchrotronové záření, kalibrace přenosnýchpřístrojů, absolutní detektory a jejich nelinearity. Přenositelnost všech zavedených pojmů a veličin do oblastifotometrie, fotometrické jednotky. Přednáška je primárně koncipována pro obory BF, CHFO, FPY. Je otevřena izájemcům z oblastí optoelektroniky a fyziky pevných látek.

Literatura: Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky (kapitola 6 - Metody optické spektroskopie),Academia, Praha 1989Fišer J.: Úvod do molekulové symetrie (vybrané kapitoly), SNTL, Praha 1980Demtröder W: Laser spectroscopy, Springer, Berlin 1981Methods of Experimental Physics vol. 20: Biophysics (Ehrenstein G, and Lecar H., Eds.)Academic Press, New York 1982

Klasická a kvantová molekulová dynamika 2/0 Zk — BCM051Modelování dynamických procesů v molekulách, klastrech a kondenzované fázi. Klasická molekulová dynamika.Kvantová dynamika. Aproximativní přístupy pro mnohačásticové systémy. Modelování spekter.

Literatura: M. P. Allen a D. J. Tildesley: Computer simulations of liquids, Clarendon Press, Oxford, 1991D. Chandler: Statistical mechanics, Oxford University Press, New York, 1988R. B. Gerber, R. Kosloff a M. Berman, Comp. Phys. Rep. 5 (1986) 59C. Leforestier a kol., J. Comp. Phys. 94 (1991) 59R. B. Gerber a M. A. Ratner, Adv. Chem. Phys. 70 (1988) 97P. Jungwirth a R. B. Gerber, J. Chem. Phys. 102 (1995) 6046

Úvod do nelineární fyziky a synenergetiky 2/0 2/0 Zk OOE022Nelineární evoluční rovnice se solitonovým řešením. Aplikace -- Todovy mřížky, molekulární řetězec a Davydovovysolitony, optická autofokusace a optické solitony. Solitony a koherentní vibrace. Manleyho-Rowovy relace.Dissipativní nerovnovážné systémy, autovlny a autosolitony. Základy teorie samoregulace.

Literatura: Haken, H: Synergetics. An Introduction. Springer, Berlin, 1983

Výpočetní experimenty v teorii molekul — 0/4 KZ BCM100Posluchači se seznámí a vyzkouší si práci se širokou škálou výpočetních nástrojů sahajících od kvantověmechanických a kvantově chemických metod až po empirické - molekulárně mechanické a molekulárně dynamickésimulace.

Literatura: Manuály k programům

Doporučené výběrové předměty pro obor biofyzika a chemická fyzika

1. rok studiaBiofyzika fotosyntézy — 2/0 Zk BCM088Význam fotosyntézy v přírodě. Historie získávání poznatků o fotosyntéze. Fotosyntetický aparát. Absorbce světla -fotosystém I a II. Přenos elektronů a fosforylace. Fixace oxidu uhličitého. Bakteriální fotosyntéza. Přehled využitíbiofyzikálních metod ve výzkumu fotosyntetických systémů.

Literatura: W.A. Cramer, D.B. Knaff: Energy Transduction in Biological Membranes, 1986R.P.F. Gregory: Biochemistry of Photosynthesis, 3rd. Edition, J. Wiley, Chichester, 1986J. Ames: Photosynthesis, 1989

71

I. Šetlík, J. Hála: Biofyzika fotosyntézy, rukopis skript

9. Jaderná a subjaderná fyzika

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor jaderná a subjaderná fyzika

Kvantová mechanika I 4/2 Z,Zk — OFY045Základní principy a obecný formalismus. Schrödingerova rovnice, jednočásticové a dvoučásticové problémy.Systémy identických částic. Invariantnost a zákony zachování. Přibližné metody. Teorie srážek. Jednočásticovérelativistické vlnové rovnice.


Kvantová mechanika II — 4/2 Z,Zk OFY046Základní principy a obecný formalismus. Schrödingerova rovnice, jednočásticové a dvoučásticové problémy.Systémy identických částic. Invariantnost a zákony zachování. Přibližné metody. Teorie srážek. Jednočásticovérelativistické vlnové rovnice.


Kvantová mechanika I 4/2 Z,Zk — JSF094Základní principy a obecný formalismus kvantové teorie. Schroedingerova rovnice. Jednočásticové a dvoučásticovéproblémy v nerelativistické kvantové mechanice. Časový vývoj.

Literatura: J.J. Sakurai: Modern quantum mechanics (Addison-Wesley 1994)J. Formánek: Úvod do kvantové teorie (Academia 1983)

Kvantová mechanika II — 4/2 Z,Zk JSF095Přibližné metody. Základy teorie rozptylu. Symetrie v kvantové teorii. Systémy stejných částic.

Literatura: J.J. Sakurai: Modern quantum mechanics (Addison-Wesley 1994)J. Formánek: Úvod do kvantové teorie (Academia 1983)

Kvantová teorie I 4/2 Z,Zk — JSF060Hlavní náplní jsou základní principy a matematický aparát kvantové teorie a aplikace teorie na konkrétní systémy.


Kvantová teorie II — 4/2 Z,Zk JSF061Hlavní náplní jsou základní principy a matematický aparát kvantové teorie a aplikace teorie na konkrétní systémy.Literatura: J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Praha 1983

A.. Messiah: Quantum Mechanics I.,II., Amsterdam 1964P.A.M. Dirac: Principles of Quantum Mechanics, Oxford 1958K. Gottfried: Quantum mechanics I. New York 1966J. P, L. Gomolčák, V. Černý: Úvod do kvantové mechaniky, Bratislava 1983.

72

Fyzika jádra — 3/1 Z,Zk JSF064Základní charakteristiky atomového jádra. Jaderné síly. Přeměny atomových jader. Jaderné reakce. Jaderné modely.Neutronová fyzika.

Literatura: Meyerhof W: Elements of Nucl. Physics, Mc Graw Hill comp.,1987Meyer-Kuckuk T.: Fyzika atomového jádra, SNTL 1979Blanc J.: Noveau particules, reacteurs nucleire, 1987Frauenfelder H., Henley E: Subatomic physics, 1974Preston M. A. Fyzika jádra, 1965

Experimentální metody jaderné a subjaderné fyziky — 4/0 Zk JSF026Fyzikální procesy při průchodu záření látkou. Detekce a spektrometrie jaderného záření. Základní typy experimentův jaderné fyzice.

Literatura: William R. Leo: Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer-Verlag (1987).Glen F. Knoll: Radiation detection and measurement, John Wiley&Sons (1979, 1989).I. Úlehla, M. Suk, Z. Trka: Atomy jádra částice, Academia Praha 1990.

Praktikum z jaderné fyziky — 0/4 KZ JSF006Praktikum navazující na Fyzikální praktikum IV (OFY030). Úlohy slouží k rozšíření a prohloubení znalostízákladních měřících metod používaných ve fyzice jader a částic.

Literatura: Texty a návody k jednotlivým úlohám

Metody zpracování fyzikálních měření — 2/0 Zk OFY034Základní pojmy pravděpodobnosti, náhodná veličina, rozdělení pravděpodobnosti. Odhady parametrů rozdělení,testy hypotéz, modelování metodou Monte Carlo, základní manipulace s experimentálními daty.

Literatura: Literatura: F.S. Acton, Numerical Methods That Work, Mathematical Association of America, 1990.U.M. Ascher, L.R. Petzold, Computer Methods for Ordinary Differential Equations and Differential-Algebraic Equations, SIAM, 1998.

B. Fornberg, A Practical Guide to Pseudospectral Methods, Cambridge University Press, 1996. M. Metcalf, J. Reid, Fortran 90/95 Explained, Oxford Science Publ., 1998. S. Míka, Numerické metody algebry, SNTL, 1985.

W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in Fortran 77: The Artof Scientific Computing, Second Edition, Cambridge University Press, 1996. (Viz též


1. rok studia

Teorie jádra a jaderných reakcí I 4/0 Zk — JSF037Teorie elmag.přechodů v jádře, základní vlastnosti jader, symetrie jaderného hamiltoniánu, jaderné síly, Hartree-Fock-Bogoljubovovy metody v jaderné fyzice, střední pole a zbytkové interakce (kolektivní pohyby v jádře), beta aalfa přechody v jádře.

Literatura: Peter Ring, Peter Schuck: The Nuclear Many-Body Problem, Springer Verlag, Berlin, 1980V.G.Solovjev: Těorija Složnych Jaděr, Nauka Moskva, 1970K.Heyle: The Nuclear Shell Model, Springer Verlag, Berlin, 1990M.A.Preston: Fyzika jádra, Academia Praha, 1972Nauka Moskva, 1970K.Heyle: The Nuclear Shell Model, Springer Verlag, Berlin, 1990M.A.Preston: Fyzika jádra, Academia Praha, 1972

Aplikovaná jaderná fyzika 4/0 Zk — JSF041

73

Využití účinků jaderného záření a radioaktivity. Jaderné metody prvkové a strukturní analýzy, určováníhyperjemných polí, tomografie. Základy neutronové a reaktorové fyziky. Základy dozimetrie a ochrany předzářením.

Literatura: K.Siegbahn (editor), Alpha-, Beta- and Gamma-Ray Spectroscopy (North Holland, Amsterdam, 1965)D.Blan, Noyaux, particules. Reacteurs nucleaires (Masson, Paris, 1987), ruský překlad Jadra, časticy,jadernye reaktory (Mir, Moskva, 1989)J.Šeda, Dozimetrie ionizujícího záření (SNTL/ALFA, Praha,1983)P.Otčenášek, Základy konstrukce a funkce jaderných elektráren (Vydavatelství ČVUT, Praha, 1994)L.Musílek, Využití ionizujícího záření ve výzkumu (Ediční středisko ČVUT, Praha, 1992)

Fyzika elementárních částic 3/1 Z,Zk — JSF065Základní vlastnosti částic. Modely částic (SU(3), osminásobná cesta, kvarkový model). Interakce mezi částicemi(silné, elektromagnetické, slabé) a jejich sjednocení.

Literatura: R.H. Perkins: Introduction to High Energy PhysicsI.S. Hughes: Elementary Particles

Seminář částicové a jaderné fyziky I 0/2 Z — JSF091Společný seminář se sekcí fyziky elementárních částic FZÚ AV ČR o problémech současné jaderné a subjadernéfyziky.

Literatura: www.-hep.fzu.cz/Centrumwww.-hep.fzu.cz/adventure

Seminář částicové a jaderné fyziky II — 0/2 Z JSF092Společný seminář se sekcí fyziky elementárních částic FZÚ AV ČR o problémech současné jaderné a subjadernéfyziky.


Kvarky, partony a kvantová chromodynamika — 2/2 Z,Zk JSF086Kvarkový model hadronů. Partonový model a hluboký nepružný rozptyl leptonů na hadronech. Syntéza předchozíchmodelů v rámci kvantové teorie pole.

Literatura: Chýla: Quarks, partons and Quantum Chromodynamics, Skriptum MFF UK



2. rok studia



Seminář částicové a jaderné fyziky II — 0/2 Z JSF092

74

Společný seminář se sekcí fyziky elementárních částic FZÚ AV ČR o problémech současné jaderné a subjadernéfyziky.


Předměty výběrové povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor jaderná a subjadernáfyzika

1. rok studia

Úvod do kvantové teorie pole 3/1 Z,Zk — JSF014Jednočásticové relativistické vlnové rovnice. Lagrangiány nekvantových polí. Kanonické kvantování. S matice.Kvantová elektrodynamika. Kvantová teorie záření, amplitudy binárních procesů, Feynmanovy diagramy.Renormalizace.

Literatura: Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, J. Wiley & Sons, N.Y. 1988. Itzykson, J.-B. Zuber: QuantumField Theory. McGraw-Hill 1980, Mir Moskva 1984J. D. Bjorken, S. D. Drell: Relativistic Quantum Mechanics, Relativistic Quantum Fields. McGraw-Hill1964, 1965, Nauka Moskva 1978N. Boguljubov, D. V. Širkov: Vvedenije v teoriju kvantovannych polej. Nauka Moskva 1984S. Schweber: An Introduction to Relativistic Quantum Field Theory. Row, Peterson 1961, IIL Moskva1963Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory. Wiley 1995

Kvantová teorie pole I 4/2 Z,Zk — JSF062Relativistická kvantová mechanika. Obecná kvantová teorie polí a její aplikace zejména v oblasti subjaderné fyziky.

Literatura: J. Formánek: Úvod do relativistické kvantové mechaniky a kvantové teorie pole I, IIa, Praha 2000J.D. Bjorken, S.D. Drel: Relativistic Quantum Mechanics. New York 1964.F.J. Ynduráin: Relativistic Quantum Meachnics and Introduction to Field Theory, Berlin 1996.C. Itzykson, J.-B. Zuber: Quantum Field Theory, New York 1980.S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields I. Cambridge(1995)

Laboratorní práce I 0/3 Z — JSF087Obsahem tohoto speciálního praktika je získávání informací pomocí počítačů, numerické i symbolické počítání,ilustrace pokročilých experimentálních nástrojů a praktická příprava fyzikální publikace.

Literatura: WWW, manuály k Excel, Word, Front Page, Mathematica, Latex, Corel Draw a dalším programům

Kvantová teorie pole II — 4/2 Z,Zk JSF098Relativistická kvantová mechanika. Obecná kvantová teorie polí a její aplikace zejména v oblasti subjaderné fyziky.Literatura: J Formánek: Úvod do relativistické kvantové mechaniky a kvantové teorie pole IIa, IIb, Praha 2000

J.D. Bjorken, S.D. Drel: Relativistic Quantum Fields. New York 1965.C. Itzykson, J.-B. Zuber: Quantum Field Theory, New York 1980.S.J. Chang: Introduction to Quantum Field Theory, Singapor (1990)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields I. Cambridge (1995)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields II. Cambridge (1996)

2. rok studia

Proseminář částicové a jaderné fyziky I 0/2 Z — JSF020Seminář pojednává o aktuálních tématech experimentální i teoretické jaderné a subjaderné fyziky a o jejíchaplikacích.

75

Literatura: D. Griffiths: Introdiction to Elementary particles, Harper and Row Publ., New York, 1987B. Greene: Elegantní vesmír, Mladá fronta, Praha, 2001S. Weinberg: První tři minuty, Mladá fronta, Praha, 2000

Proseminář částicové a jaderné fyziky II — 0/2 Z JSF021Literatura: D. Griffiths: Introduction to Elementary particles, Harper and Row Publ., New York, 1987

B. Greene: Elegantní vesmír, Mladá fronta, Praha, 2001S. Weinberg: První tři minuty, Mladá fronta, Praha, 2000

Kvarky, partony a kvantová chromodynamika — 2/2 Z,Zk JSF086Kvarkový model hadronů. Partonový model a hluboký nepružný rozptyl leptonů na hadronech. Syntéza předchozíchmodelů v rámci kvantové teorie pole.

Literatura: D. Griffiths: Introduction to Elementary particles, Harper and Row Publ., New York, 1987





Seminář částicové a jaderné fyziky II — 0/2 Z JSF092Společný seminář se sekcí fyziky elementárních částic FZÚ AV ČR o problémech současné jaderné a subjadernéfyziky.


Matematické metody kvantové teorie I 2/0 Zk — JSF043Lineární operátory v Hilbertových prostorech, relace neurčitosti, kanonické komutační realace, Stoneův teorém,algebry pozorovatelných, Schrodingerovy operátory.


Matematické metody kvantové teorie II — 2/0 Zk JSF044Lineární operátory v Hilbertových prostorech, relace neurčitosti, kanonické komutační realace, Stoneův teorém,algebry pozorovatelných, Schrodingerovy operátory.


Vybrané partie z kvantové teorie pole — 2/1 Zk JSF054Výpočty základních stavů kvantové elektrodynamiky v nejnižším řádu, radiační opravy a renormalizace.

Literatura: Itzykson, J.-B. Zuber: Quantum Field Theory. McGraw-Hill 1980, Mir Moskva 1984J. D. Bjorken, S. D. Drell: Relativistic Quantum Mechanics, Relativistic Quantum Fields. McGraw-Hill1964, 1965, Nauka Moskva 1978N. N. Boguljubov, D. V. Širkov: Vvedenije v teoriju kvantovannych polej. Nauka Moskva 1984

76

S. S. Schweber: An Introduction to Relativistic Quantum Field Theory. Row, Peterson 1961, IILMoskva 1963F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory. Wiley 1995L. H. Ryder: Quantum Field Theory. Cambridge Univ. Press 1994

Biologické účinky ionizujícího záření 2/0 Zk — JSF008 ZrušitCharakteristiky jednotlivých fází radiobiologického mechanismu v buňkách, popis modelových přístupů. Modelovýřetězec, inaktivační účinky, křivka přežití. Význam daných modelů pro optimalizaci radioterapeutických postupů vléčbě nádorových onemocnění a pro radiační hygienu.

Literatura: K.Siegbahn (editor), Alpha-, Beta- and Gamma-Ray Spectroscopy (North Holland, Amsterdam, 1965)D.Blan, Noyaux, particules. Reacteurs nucleaires (Masson, Paris, 1987), ruský překlad Jadra, časticy,jadernye reaktory (Mir, Moskva, 1989)J.Šeda, Dozimetrie ionizujícího záření (SNTL/ALFA, Praha,1983)P.Otčenášek, Základy konstrukce a funkce jaderných elektráren (Vydavatelství ČVUT, Praha, 1994)L.Musílek, Využití ionizujícího záření ve výzkumu (Ediční středisko ČVUT, Praha, 1992)

Jaderná a radiační bezpečnost 2/0 Zk — JSF009Základy teorie spolehlivosti a pojetí bezpečnosti. Hodnocení bezpečnosti. Od maximální přípustné havárie kestatistickému hodnocení bezpečnosti. Přírodovědné a intuitivní hodnocení rizika Jaderná bezpečnost při výrobě ,využívání a skladování štěpných materiálů. Riziko fuzních systémů. Diagnostické metody a prostředky. Šumováanalýza v diagnostice. Kritéria hodnocení diagnostických systémů. Měření dozimetrických veličin a jejichhodnocení. Dozimetrické systémy. Původ ionizujícího záření v životním prostředí. Přirozená a umělá radioaktivita ajejí zdroje.

Literatura: J.Sedláček: Teorie spolehlivosti složitých mechanických systémů, Ediční středisko ČVUT Praha,1982P.Otčenášek : Nestacionární stavy jaderných reaktorů, Ediční středisko ČVUT, Praha 1982Š.Šaro, J.Tolgyessy: Radioaktivita prostředí, ALFA 1985

Fyzika jaderných reaktorů 2/1 Zk — JSF010Charakteristiky štěpných a fuzních procesů. Komponenty jaderného reaktoru. Krátko-dobá kinetika jadernéhoreaktoru. Zpožděné neutrony a fotoneutrony. Vliv Xe135 na kinetiku jaderného reaktoru. Změny vlastností jadernéhopaliva vyvolané dlouhodobým ozařováním. Teorie regulace reaktoru. Řízení štěpných reaktorů. Spolehlivost abezpečnost provozu jaderných reaktorů. Havarijní analýza. Diagnostické systémy a jejich využití Jaderný palivovýcyklus a jeho ukončení. Radioaktivní odpady a práce s nimi. Přijatelnost jaderné energetiky.

Literatura: P.Otčenášek: Základy konstrukce a funkce jaderných elektráren II. vydání, Vydavatelství ČVUT,1994

Vybrané partie ze subjaderné fyziky 2/0 Zk — JSF063Hadrony,jejich struktura a interakce. Fenomenologický popis interakcí při vysokých energiích. Rozbor současnýchexperimentů na urychlovačích vstřícných svazků.


Relativistická jaderná fyzika 2/0 Zk — JSF022 ZrušitVybrané kapitoly z fyziky kosmického záření vysokých energií. Přednáška se věnuje především fyzice kosmickéhozáření, jeho objevu a základním vlastnostem. Historicky tato oblast sehrála významnou úlohu jako zdrojvysokoenergetických částic, dosud nedosažených pomocí urychlovačů a vedla k významným objevům ve fyziceelementárních částic a astrofyzice.


Radioanalytické metody 2/0 Zk — JSF024Přednáška podává elementární přehled o využití jaderných a jaderně- atomových procesů a metod experimentálníjaderné fyziky pro analýzu složení a struktury látek v interdisciplinárním výzkumu.

77

Literatura: V.Hnatowicz, Použití svazků nabitých částic pro analýzu látek, Čs.čas.fyz.34 (1984) 1-22V.Hnatowicz, Analytické použití charakteristického záření X buzeného nabitými částicemi, Novésměry v analytické chemii. Sv.II,SNTL Praha 1984, str. 191-213V.Hnatowicz, Analýza látek pružným rozptylem nabitých částic, Nové směry v analytické chemii,Sv.III, SNTL Praha 1989, str. 135 - 154I.Obrusník, Neutronová aktivační analýza, Nové směry v analytické chemii, Sv.II, SNTL Praha 1984,str. 163 - 188V.Hnatowicz, Jaderné analytické metody - možnosti a perspektivy, Chemické listy 82 (1988) 123

Laboratorní práce II — 0/2 Z JSF088Obsahem tohoto speciálního praktika je získávání informací pomocí počítačů, numerické i symbolické počítání,ilustrace pokročilých experimentálních nástrojů a praktická příprava fyzikální publikace.

Literatura: WWW, manuály k Excel, Word, Front Page, Mathematica, Latex, Corel Draw a dalším programůmAutomatizace experimentu 2/0 Zk — JSF067Rekapitulace nutných poznatků z elektroniky. Základní pojmy a stavební prvky číslicové elektroniky.Mikroprocesor. Styk počítače s prostředím, struktura fyzikálního experimentu prováděného na urychlovači nabitýchčástic. Sběrnicové systémy CAMAC v laboratoři VDG urychlovače. Řídící a monitorovací činnost systému VMEbusna svazku urychlovače HERA v DESY Hamburg.

Literatura: Manuály k zařízením a programům

Urychlovače nabitých částic 2/0 Zk — JSF070Základní třídění urychlovačů, způsob urychlování, fokusace. Vedení svazků částic, emitance svazku. Lineárníurychlovače: elektrostatické, vysokofrekvenční: s elektrodami, s nosnou vlnou. Cyklické urychlovače: betatron,cyklotron, modifikace cyklotronu (synchrocyklotron, izochronní cyklotron), mikrotron. Fázová stabilita, samočinnéfázování. Elektronový a protonový sychrotron. Silná fokusace. Urychlovače se silnou fokusací. Vstřícné svazky,cyklické a lineární urychlovače vstříčných svazků. Nové metody urychlování. Iontové zdroje. Supravodivé magnety.Ultravysoké vakuum.

Literatura: M. Suk, Z. Trka, I. Úlehla: Atomy, jádra, částice,S. Usačev: Experimentálna jadrová fyzika, Alfa Bratislava, 1982Č. Šimáně, M. Seidl: Urychlovače iontů a elektronů, SNTL, Praha 1959W. Scharf: Particle Accelerators and their Uses, Harwood Academic, New York 1985H. Wiedemann: Particle Accelerator Physics, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1993

Elektroslabé interakce II 2/1 Zk — JSF072Odvození standardního modelu z požadavku stromové unitarity. Trojúhelníkové anomálie. Renormalizovatelnékalibrace. Radiační korekce. Fenomenologie elektroslabých procesů.

Literatura: J. Hořejší: Introduction to electroweak unification (World Scientific 1994)

Detektory pro fyziku vysokých energií 2/0 Zk — JSF075 ZrušitAparatury a systémy detektorů pro experimenty s elektronovými, neutrinovými a mionovými svazky. Aparatury proměření totálního účinného průřezu, pružného rozptylu a pro regenerační a polarizační experimenty. Aparatury nahadronových svazcích. Aparatury a systémy detektorů na vstřícných svazcích elektronů a pozitronů a na proton-protonových colliderech.

Literatura: Č. Šimáně, M. Seidl: Urychlovače iontů a elektronů, SNTL, Praha 1959W. Scharf: Particle Accelerators and their Uses, Harwood Academic, New York 1985H. Wiedemann: Particle Accelerator Physics, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1993

Teorie jádra a jaderných reakcí II — 2/2 Z,Zk JSF038Aparatury a systémy detektorů pro experimenty s elektronovými, neutrinovými a mionovými svazky. Aparatury proměření totálního účinného průřezu, pružného rozptylu a pro regenerační a polarizační experimenty. Aparatury na

78

hadronových svazcích. Aparatury a systémy detektorů na vstřícných svazcích elektronů a pozitronů a na proton-protonových colliderech.

Literatura: Peter Ring, Peter Schuck: The Nuclear Many-Body Problem, Springer Verlag, Berlin, 1980V.G.Solovjev: Těorija Složnych Jaděr, Nauka Moskva, 1970K.Heyle: The Nuclear Shell Model, Springer Verlag, Berlin, 1990M.A.Preston: Fyzika jádra, Academia Praha, 1972Nauka Moskva, 1970K.Heyle: The Nuclear Shell Model, Springer Verlag, Berlin, 1990M.A.Preston: Fyzika jádra, Academia Praha, 1972

Statistická jaderná fyzika 2/0 Zk 0/2 Z JSF045Statistická jaderná spektroskopie, hustota stavů, silová funkce, střední a fluktuační vlastnosti spekter, aplikace teorienáhodných matic, pořádek a chaos. Statistické modelování jaderných reakcí, rovnovážné a předrovnovážné reakce,stochastické procesy.

Literatura: A.Bohr a B.Mottelson, Nuclear Structure I (Benjamin, New York, Amsterdam, 1969)P.J.Siemens a A.S.Jensen, Elements of Nuclei (Addison-Wesley, Redwood City, 1987)H.Feshbach, Theoretical Nuclear Physics - Nuclear Reactions (J. Willey, New York, 1992)

Experimentální prověrka standardního modelu II 2/0 Zk — JSF074Experimentální aparatury pro hluboce nepružný rozptyl leptonů na nukleonech. Stanovení strukturních funkcínukleonů, prověřování kvantové chromodynamiky, měření vazbové konstanty silných reakcí.

Literatura: G. Wolf: Deep Inelastic Scattering at Large Energy and Momentum Transfers DESY 01-058 (2001)

Praktická fyzika vysokých energií 0/2 Z — JSF077Seminární formou bude proveden návrh vysokoenergetického experimentu. Maticový element studovaného procesu,účinný průřez, parametry svazků, uspořádání experimentu, výběr vhodných detektorů, základy MC simulace azpracování dat. Praktická aplikace poznatků z teorie elementárních částic, experimentálních metod jaderné asubjaderné fyziky, kvantové mechaniky a kvantové teorie pole.

Literatura: W. Leo: Experimental methods in nuclear and subnuclear physics

Použití PC v laboratorní praxi 1/2 Zk — JSF050Zpracování signálu z detektorů jaderného záření. Principy a činnost elektronických přístrojů a systémů používanýchv jaderné fyzice. Prověření jednodušších celků potřebných k realizaci jaderných experimentů. Sběr a analyza dat spoužitím PC.

Literatura: Frisch H.: Základy elektroniky a elektronických obvodů. Praha, SNTL 1987William R. Leo : Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments. Springer-Verlag BerlinHeidelberg 1987Firemní katalog ORTEC. Oak Ridge, USA, 1995

Pravděpodobnost a stochastické procesy ve fyzice elementárních částic 2/0 Zk — JSF080Náhodné proměnné, rozdělení pravděpodobnosti, generující funkce, generující funkcionál, centrální limitní teorém,různé typy pravděpodobnosti- stochastické procesy, Markovovy procesy - větvící procesy - Chapmanova-Kolmogorovova rovnice, řídící rovnice - náhodná procházka - Fokkerova- Planckova rovnice - difuzní rovnice -některé stochastické diferenciální rovnice - použití metody Monte Carlo - metody odhadu - testování hypotéz.

Literatura: G. Cowan: Statistical Data Analysis, Oxford Press, 1998, ISBN 0198501552D.S. Sivia: Data Analysis - A Bayesian Tutorial, Oxford Press, 1996, ISBN 0198517629N.G. van Kempen: Stochastic Procwsses in Physics and Chemistry, North-Holland, 1983,Výpočetní technika ve fyzice vysokých energií 1/1 Zk — JSF081Operační systém UNIX, práce na stanicích s OS HP-UX nebo Linux..Progr. jazyk FORTRAN, překlad kódu, vytváření knihoven, obsah knihoven CERNLIB,debugger, údržba a vývoj rozsáhlých programů pomocí CVS.

79

Simulace případů metodou Monte Carlo, aplikace v programech PYTHIA, JETSET.Zpracování dat programem PAW nebo ROOT.manuály k uvedeným programům

Problém mnoha těles ve struktuře jádra 2/0 Zk — JSF056Rozdělení stupňů volnosti jaderného pohybu, vnitřní a rotační stupně volnosti, střední jaderné pole a zbytkovéinterakce, Hartree-Fock-Bogoljubov metoda, vibrace jader, Random phase aproximace, fonony, pohyby jádra svelkou amplitudou. Tato výběrová přednáška je určená pro 5. ročník studia jaderné fyziky.

Literatura: Ring, P. Schuck, The Nuclear Many-Body Problem, Springer-Verlag N.Y., 1980Siemens, A.S. Jensen, Elements of Nuclei, Addison-Wesley Publ. Company, Inc., N.Y., 1987

Jaderné reakce s těžkými ionty 2/0 Zk — JSF058Fenomenologie jaderných reakcí s těžkými ionty. Klíčové procesy studované v jednotlivých energetickýchintervalech. Informace o současných experimentálních programech.

Literatura: Ch-Y. Wong: Introduction to High-Energy Heavy-Ion Collisions. World Scientific, 1994

Matematické metody užité jaderné fyziky — 2/0 Zk JSF012 ZrušitMatematický popis přenosu částic prostředím. Boltzmanova a difuzní rovnice. Analytické, přibližné a numerickémetody řešení problémů, vznikajících aplikacemi na dozimetrii, fyziku jaderných reaktorů, fyziku stínění.Literatura: P.Otčenášek: Fyzika reaktorů III, Ediční středisko ČVUT, Praha 1983

Elektronika pro jaderné fyziky — 2/1 KZ JSF025Seznámení s teoretickými základy elektronických obvodů. Činnost elektronických přístrojů a systémů používaných vjaderné fyzice. Prověření jednodušších celků potřebných k realizaci jaderných experimentů.

Literatura: Frisch H.: Základy elektroniky a elektronických obvodů. Praha, SNTL 1987Firemní katalog ORTEC. Oak Ridge, US, 1995

Jaderné metody v astrofyzice — 2/0 Zk JSF027Úloha jaderných reakcí při velkém třesku a jejich vliv na vznik lehkých prvků. Stacionární a nestacionární procesyve hvězdách, zejména neutrinové reakce.

Literatura: Ch-Y. Wong: Introduction to High-Energy Heavy-Ion Collisions. World Scientific, 1994

Kvantová teorie pole při konečné teplotě — 2/0 Zk JSF030Paralely mezi statistickou fyzikou a kvantovou teorií pole. Technika funkcionálního integrálu. Poruchový rozvojpartiční funkce, diagramatika. Aplikace na konkrétní problémy podle zaměření posluchačů: např. kvantováchromodynamika a kvark-gluonová plasma.

Literatura: Kapusta: Finite Temperature Field Theory. Cambridge Univ. Press 1989Parisi: Statistical Field Theory. Addison-Wesley 1988Negele, H. Orland: Quantum Many-Particle Systems. Addison-Wesley 1988Fetter, J. D. Walecka: Quantum Theory of Many-Particle Systems. McGraw-Hill 1971

Klasický a kvantový chaos — 2/0 Zk JSF031Úvodní přednáška seznamující posluchače se základními vlastnostmi regulárních a chaotických pohybů v klasickýchhamiltonovských autonomních systémech, se semiklasickým kvantováním klasických chaotických systémů a sespektrálními vlastnostmi souborů náhodných matic. Přednáška předpokládá znalost základů klasické teoretické akvantové mechaniky.

Literatura: Gutzwiller: Chaos in Classical and Quantum Mechanics, Springer, New York 1990Reichl: The Transition to Chaos in Conservative Classical Systems: Quantum Manife- stations,Springer, New York 1992 Tabor: Chaos and Integrability in Nonlinear Dynamics, Wiley, NewYork 1989

80

Experimentální prověrka standardního modelu I — 2/1 Z,Zk JSF073Částice ve standardním modelu (leptony, kvarky, kvanta cejchovacích polí, Higgsovy částice). Objev vůní kvarků.Experimentální projevy gluonů. Objev leptonu tau. Objev intermediálních bosonů W. a Z. Prověrka standardníhomodelu v současných experimentech (top kvark, tau neutrino, Higgsův boson).

Literatura: Goldhaber - Experimental Foundations of Particle Physics

Seminář aplikované jaderné fyziky — 0/2 Z JSF035Seminář na aktuální témata z aplikované jaderné fyziky. Uspořádán pro studenty i zájemce z výzkumu a praxe. Částsemináře zabezpečí zahraniční lektoři.

Literatura: Musílek, L.: Využití ionizujícího záření ve výzkumu. Ediční středisko ČVUT, 1992Posouzení vlivů jaderné elektrárny Temelín na životní prostředí. Podklad k protokolu z Melku.Praha, duben 2001.

Praktická kvantová teorie pole — 2/1 Z,Zk JSF042Radiační korekce: jednosmyčkový příspěvek k polarizaci vakua, elektronovému propagá-toru a k vrcholu.Dimenzionální a Pauli-Villarsova regularizace. Výpočty potřebných integrálů. Renormalizace: "holé" a "fyzikální"náboje a hmoty, kontrčleny. Důsledky kalibrační symetrie lagrangiánu, Wardova rovnost. Uehlingův jev, závislost"síly interakce" na přenosu hybnosti. Lambův posun. Stručná diskuse podmínek renormalizovatelnosti polní teorie.Bethe-Salpeterova rovnice a její redukce. Pozitronium. Dráhový integrál v kvantové mechanice a kvantové teoriepole, stručný přehled známého formalismu v jiném jazyce. Grassmannovy proměnné: práce s fermiony.

Literatura: Itzykson, J.-B. Zuber: Quantum Field Theory. McGraw-Hill 1980, Mir Moskva 1984J. D. Bjorken, S. D. Drell: Relativistic Quantum Mechanics, Relativistic Quantum Fields. McGraw-Hill964, 1965, Nauka Moskva 1978N. N. Boguljubov, D. V. Širkov: Vvedenije v teoriju kvantovannych polej. Nauka Moskva 1984S. S. Schweber: An Introduction to Relativistic Quantum Field Theory. Row, Peterson 1961, IILMoskva 1963F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory. Wiley 1995L. H. Ryder: Quantum Field Theory. Cambridge Univ. Press 1994

Základní symetrie v jádře — 2/0 Zk JSF048Experimentální testy porušení prostorové a časové invariance v jádře. Úhlová rozdělení a úhlové korelace. Jadernáorientace.

Literatura: A.Bohr, B.Mottelson, Nuclear Structure I, W.A.Benjamin Inc., New York, Amsterdam 1969E.Henley, W.Haxton, Symmetries and Fundamental Interactions in Nuclei, World Scientific, 1995ed. N.J.Stone, H.Postma, Low-Temperature Nuclear Orientation, Elsevier Scientific PublisherB.V., 1986ed. W.D.Hamilton, The Electromagnetic Interaction in Nuclear Spectroscopy, North-Holland,Amsterdam, 1975

Od hledání půvabu za standardní model — 2/0 Zk JSF057Přednáška poskytuje přehled významných experimentů ve fyzice částic za posledních 35 let. Začíná se SU(3)symetrií a končí experimentálními výsledky za rámec současného standardního modelu.

Literatura: B.R. Martin, G. Shaw: Particle Physics, John Wiley and Sons, 1992J.Musiol, J. Ranft: Kern und Elem. Teilchenphysik, VEB Berlin, 1988J.R. Kenyon: Elementary Particle Physics, Routiedge and Vegan, 1991Ch. Sutton: The spaceship neutrino, 1993

Vybrané partie teorie kvantovaných polí I 3/0 Zk — JSF082Dráhový integrál v kvantové mechanice. Funkcionální metody a Greenovy funkce. Wickova rotace a partiční suma.Berezinův integrál.

81

Literatura: J.Novotný: Vybrané partie teorie kvantovaných polí, (elektronickáskripta)http://nc25.troja.mff.cuni.cz/ucjf/iso-8859-2/teorie/postscript/text23.psR.P. Feynman, A. Hibs: Quantum Mechanics and Path Integrals (Mc Graw hill, NY, 1965)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields I., Cambridge University Press, Cambridge 1995J. Glimm, A. Jaffe: Quantum Physics. A Functional Integral Print of View, Springer Verlag, No.4,Heidelberg, Berlin 1981.

Vybrané partie teorie kvantovaných polí II — 3/0 Zk JSF083Funkcionální metody v kvantové teorii pole. Kontinuální integrál. Wardovy identity a anomálie. Kvantováníneabelovských kalibračních polí.

Literatura: J. Novotný: Vybrané partie teorie kvantovaných polí, (elektronickáskripta)http://nc25.troja.mff.cuni.cz/ucjf/iso-8859-2/teorie/postscript/text23.psR.P. Feynman, A. Hibs: Quantum Mechanics and Path Integrals (Mc Graw hill, NY, 1965)S. Weinberg: The Quantum Theory of Fields I., Cambridge University Press, Cambridge 1995J. Glimm, A. Jaffe: Quantum Physics. A Functional Integral Print of View, Springer Verlag, No.4,Heidelberg, Berlin 1981.

Statistická fyzika — 2/1 Z,Zk JSF040Statistické soubory. Ideální Boltzmannův, Fermiho a Boseho plyn.

Literatura: J.Kvasnica, Statistická fyzika, Academia, 1983R.Kubo, Statistical Mechanics, North-Holland Pub.Com.-Amsterdam, 1968M.Toda, R.Kubo, N.Saito, Statistical Physics I, Springer-Verlag 1995W.Greiner, L.Neise, H.Stoecker, Thermodynamics and Statistical Mechanics, Springer-Verlag 1994T.L.Hill, An Introduction to Statistical Thermodynamics, Dover Publ., Inc., New York, 1972

10. Matematické a počítačové modelování ve fyzice a technice

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor matematické a počítačovémodelování ve fyzice a technice

Mechanika kontinua 3/2 Z,Zk — MOD012Koncept spojitého prostředí, pojem deformace a napětí, zákony zachování, konstituční rovnice, pružné látky,jednoduché kapaliny.

Literatura: M.E. Gurtin: An introduction to continuum mechanics, Academic Press, 1981D.C. Leigh: Nonlinear continuum mechanics, McGraw-Hill, 1968M. Brdička: Mechanika kontinua,

Matematické modelování ve fyzice 2/0 2/0 Zk MOD004Náplň tvoří odvození rovnic a jejich základních vlastností popisujících složité technické a fyzikální struktury aprocesy.

Literatura: Feistauer M.:Mathematical Methods in Fluid Dynamics, Longman Scientific-Technical,Harlow, l993Nečas J.,Hlaváček I.:Úvod do mat.teorie pružných a pružně plastických těles,SNTL, Praha, l983

Úvod do funkcionální analýzy 2/2 Z,Zk — RFA006Základní kurs funkcionální analýzy pro obor matematika. Banachovy a Hilbertovy prostory, základní principylineární funkcionální analýzy, základy spektrální teorie kompaktních operátorů. Předpokládá se znalost Matematickéanalýzy prvního dvouletí.

82

Literatura: Habala, Hájek, Zizler, Banach Spaces I, II (skripta, MATFYZpress 1997)M. Katětov a J. Jelínek, Úvod do funkcionální analýzy (skripta, SPN Praha 1968)J. Lukeš, Zápisky z funkcionální analýzy (skripta, Karolinum Praha 1998)J. Lukeš a J. Malý, Míra a integrál (skripta, Univerzita Karlova, 1993 - anglické vydání 1995)L. Mišík, Funkcionálna analýza (Alfa Bratislava, 1989)K. Najzar, Funkcionální analýza (skripta, SPN Praha 1988)

Obyčejné diferenciální rovnice I — 2/2 Z,Zk DIR001Elementární integrace, lineární rovnice, asymptotický průběh, okrajové úlohy, lokální a globální existenční věty,kvalitativní teorie. Předpokládá se znalost Matematické analýzy prvního dvouletí.

Literatura: Základy numerické matematiky — 4/2 Zk NUM005Počáteční úlohy pro obyčejné diferenciální rovnice. Soustavy diferenčních rovnic. Optimalizace.Ralston A.: Základy numerické matematiky. Academia Praha l978Vitásek E.: Numerické metody. SNTL Praha l987Feistauer M.: Diskrétní metody řešení diferenciálních rovnic. Skripta, SPN Praha l98lStoer J., Bullirsch R.: Introduction to Numerical Analysis, Springer l978

Klasická teorie parciálních diferenciálních rovnic — 2/2 Z,Zk DIR005Klasická řešení okrajových a počátečních úloh pro parciální diferenciální rovnice. Soustavy 1. řádu, eliptické,parabolické a hyperbolické rovnice 2. řádu.

Literatura: John O., Nečas J.: Rovnice matematické fyziky, SPN 1972L. C. Evans: Partial Differential Equations, AMS 1999M. Renardy, R. C. Rogers: An introduction to partial differential equations, Springer 1993

1. rok studia

Kvantová teorie I 4/2 Z,Zk — BCM...Hlavní náplní jsou základní principy a matematický aparát kvantové teorie a aplikace teorie na konkrétní systémy.


Obyčejné diferenciální rovnice II 2/2 Z,Zk — OFY036Zkrácená varianta základní přednášky z termodynamiky a statistické fyziky.


Parciální diferenciální rovnice II — 2/2 Z,Zk Soustavy 1. řádu, eliptické, parabolické a hyperbolické rovnice 2. řádu. Okrajové podmínky v teorii parciálníchdiferenciálních rovnic.


Přibližné a numerické metody 1 2/2 Z,Zk — NUM001Základní numerické metody pro řešení parciálních diferenciálních rovnic různých typů.

83

Literatura: Feistauer M.:Diskrétní metody řešení diferenciálních rovnic. Skripta,SNP Praha,l98lHaslinger J.:Metoda konečných prvků pro řešení eliptických rovnic a nerovnic.Skripta,SPN Praha,l98O

Termodynamika kontinua — 3/2 Z,Zk NUM...

Předměty výběrové povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor matematické a počítačovémodelování ve fyzice a technice

Kvantová teorie II — 3/2 Z,Zk BCM...Matematické metody v klasické a kvantové mechanice 1 2/0 Zk — MOD032Rozmanité matematické přístupy a teorie jsou aplikovány na problémy lagrangeovské, hamiltonovské a kvantovémechaniky

Literatura: Kvasnica J.:Termodynamika,SNTL 1965Silhavý M.:Czech.Journ.Phys.B30,1980,str.841,961Kratochvíl J.,Silhavý M.:O termodynamice reálných fyzikálních dějů. Ces.čas.fyz.A31,1981,str.97

Matematické metody v klasické a kvantové mechanice 2 — 2/0 Zk MOD033Rozmanité matematické přístupy a teorie jsou aplikovány na problémy lagrangeovské, hamiltonovské a kvantovémechaniky.

Literatura: Kvasnica J.:Termodynamika,SNTL 1965Silhavý M.:Czech.Journ.Phys.B30,1980,str.841,961Kratochvíl J.,Silhavý M.:O termodynamice reálných fyzikálních dějů. Ces.čas.fyz.A31,1981,str.97

Nelineární diferenciální rovnice a nerovnice I 2/1 Z,Zk — DIR042Vhodné zvláště pro posluchače vyšších ročníků a postgraduální studenty. Pseudomonotónní,monotónní a akretivníoperátory,mnohoznačné operátory a aplikace na nelineární eliptické parciální rovnice a nerovnice.

Literatura: Habala, Hájek, Zizler, Banach Spaces I, II (skripta, MATFYZpress 1997)M. Katětov a J. Jelínek, Úvod do funkcionální analýzy (skripta, SPN Praha 1968)J. Lukeš, Zápisky z funkcionální analýzy (skripta, Karolinum Praha 1998)J. Lukeš a J. Malý, Míra a integrál (skripta, Univerzita Karlova, 1993 - anglické vydání 1995)

Nelineární diferenciální rovnice a nerovnice II — 2/1 Z,Zk DIR043Vhodné zvláště pro posluchače vyšších ročníků a postgraduální studenty. Pseudomonotónní,monotónní a akretivníoperátory,mnohoznačné operátory a aplikace na nelineární parabolické parciální rovnice a nerovnice. Rotheova aGalerkinova metoda,přímá metoda,nelineární semigrupy a aplikace pro Cauchyho nebo periodickou úlohu pronelineární parabolické nebo hyperbolické parciální diferenciální rovnice a nerovnice.


Seminář z mechaniky kontinua 0/2 Z 0/2 Z MOD013Na tomto tradičním semináři jsou posluchači seznamováni s nejnovějšími výsledky mechaniky kontinua a přilehlýchoblastí. Nejčastější témata: modely mechaniky tekutin, a to jak stlačitelných, tak nestlačitelných; úlohy konečnépružnosti; optimalizace a teorie řízení; teorie plasticity; numerické metody v mechanice tekutin.

Literatura: Nová časopisecká literatura.

Numerický software 1 2/2 Z,KZ — NUM018

84

Existující programové vybavení, jeho utváření, jeho používání, testování a posuzování získaných výsledků. Navazujena přednášky z numerických metod. Pro cvičení na PC bude k dispozici běžně dostupný profesionální software.

Literatura: Forsythe G.E.,Malcolm M.A.,Moler C.B.: Computer Methods for Mathematical Computations.Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall l977Kahaner D., Moler C., Nash S.: Numerical Methods and Software. Englewood Cliffs,NJ, Prentice-Halll989Press W.H. et al: Numerical Recipes.The Art of Scientific Computing. Cambridge, CambridgeUniversity Press l988Přikryl P.: Numerické metody matem.analýzy. Praha,SNTL l985Segeth K.: Numerický software I. Praha, Karolinum 1998

Numerický software 2 — 2/2 Z,Zk NUM019Existující programové vybavení, jeho utváření, jeho používání, testování a posuzování získaných výsledků. Navazujena přednášky z numerických metod. Pro cvičení na PC bude k dispozici běžně dostupný profesionální software.

Literatura: Forsythe G.E.,Malcolm M.A.,Moler C.B.: Computer Methods for Mathematical Computations.Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall l977Kahaner D., Moler C., Nash S.: Numerical Methods and Software. Englewood Cliffs,NJ, Prentice-Halll989Press W.H. et al: Numerical Recipes.The Art of Scientific Computing. Cambridge, CambridgeUniversity Press l988Přikryl P.: Numerické metody matem.analýzy. Praha,SNTL l985Segeth K.: Numerický software I. Praha, Karolinum 1998

2. rok studia

Přibližné a numerické metody II 2/2 Z,Zk Základní numerické metody pro řešení parciálních diferenciálních rovnic různých typů. Pokročilé metody řešenírovnic matematické fyziky.Literatura: Feistauer M.:Diskrétní metody řešení diferenciálních rovnic. Skripta,SNP Praha,l98l

Haslinger J.:Metoda konečných prvků pro řešení eliptických rovnic a nerovnic.Skripta,SPN Praha,l98O

Matematická teorie pružnosti 1 2/0 Zk — MOD017Matematická teorie pružnosti v Sobolevových prostorech: Formulace statické úlohy konečné pružnosti.Vhodnépředpoklady na data a funkci vnitřní energie (polykonvexita,kvasikonvexita a rank-1 konvexita).Existenceřešení.Modelování plastického a elasto-plastického případu. Geometrický přístup k teorii pružnosti: Stručnévysvětlení pojmů z geometrické teorie míry a matematické analýzy na varietách (multivektor,varieta,diferenciálníforma,integrace diferenciálních forem,Stokesova věta,toky).Formulace problému pružnosti jako úlohy o nalezeníoptimální variety.Rektifikovatelné toky, Federerova věta o uzávěru.Existence řešení


Matematická teorie pružnosti 2 — 2/0 Zk MOD018Matematická teorie pružnosti v Sobolevových prostorech: Formulace statické úlohy konečné pružnosti.Vhodnépředpoklady na data a funkci vnitřní energie (polykonvexita,kvasikonvexita a rank-1 konvexita).Existenceřešení.Modelování plastického a elasto-plastického případu. Geometrický přístup k teorii pružnosti: Stručnévysvětlení pojmů z geometrické teorie míry a matematické analýzy na varietách (multivektor,varieta,diferenciálníforma,integrace diferenciálních forem,Stokesova věta,toky).Formulace problému pružnosti jako úlohy o nalezeníoptimální variety.Rektifikovatelné toky, Federerova věta o uzávěru.Existence řešení.

Literatura: Habala, Hájek, Zizler, Banach Spaces I, II (skripta, MATFYZpress 1997)

85

M. Katětov a J. Jelínek, Úvod do funkcionální analýzy (skripta, SPN Praha 1968)J. Lukeš, Zápisky z funkcionální analýzy (skripta, Karolinum Praha 1998)J. Lukeš a J. Malý, Míra a integrál (skripta, Univerzita Karlova, 1993 - anglické vydání 1995)

Biotermodynamika 2/2 Z,Zk — MOD036Základní termodynamické pojmy, fenomenologická a mikroskopická interpretace. Zákony bilance hmotnosti,hybnosti, vnitřní energie (I. zákon termodynamiky), bilance elektrického a magnetického indukčního toku a bilanceentropie (II. zákon termodynamiky). Lineární nevratná termodynamika a základy chemické kinetiky. Jako aplikacejsou uvedeny: termodynamika membránového transportu, studium biologických oscilací, termodynamické aspektyevoluce, srdečně cévní systém.

Literatura:

Seminář z mechaniky kontinua 0/2 Z 0/2 Z MOD013Na tomto tradičním semináři jsou posluchači seznamováni s nejnovějšími výsledky mechaniky kontinua a přilehlýchoblastí. Nejčastější témata: modely mechaniky tekutin, a to jak stlačitelných, tak nestlačitelných; úlohy konečnépružnosti; optimalizace a teorie řízení; teorie plasticity; numerické metody v mechanice tekutin.

Literatura: Nová časopisecká literatura

Vybrané problémy matematického modelování — 0/2 Z MOD015Presentace a diskuse diplomových prací. Témata prací jsou jak teoretická (fyzikální či matematická) a numerická,zpravidla se týkají modelů mechaniky kontinua. Nejčastěji jsou témata prací zvolena z oblastí: mechaniky tekutin, ato jak stlačitelných, tak nestlačitelných; konečné pružnosti; optimalizace a teorie řízení; teorie plasticity; vícefázovémodely a úlohy s volnou hranicí.

Literatura: Nová časopisecká literatura.

Nelineární diferenciální rovnice a nerovnice I 2/1 Z,Zk — DIR042Vhodné zvláště pro posluchače vyšších ročníků a postgraduální studenty. Pseudomonotónní,monotónní a akretivníoperátory,mnohoznačné operátory a aplikace na nelineární eliptické parciální rovnice a nerovnice.


Nelineární diferenciální rovnice a nerovnice II — 2/1 Z,Zk DIR043Vhodné zvláště pro posluchače vyšších ročníků a postgraduální studenty. Pseudomonotónní,monotónní a akretivníoperátory,mnohoznačné operátory a aplikace na nelineární parabolické parciální rovnice a nerovnice. Rotheova aGalerkinova metoda,přímá metoda,nelineární semigrupy a aplikace pro Cauchyho nebo periodickou úlohu pronelineární parabolické nebo hyperbolické parciální diferenciální rovnice a nerovnice.Literatura: Habala, Hájek, Zizler, Banach Spaces I, II (skripta, MATFYZpress 1997)


Vybrané kapitoly z nelineárních diferenciálních rovnic 2/0 2/0 Zk DIR036Matematický pohled na rovnice popisující proudění newtonovských a nenewtonowskýchtekutin.Existence,jednoznačnost,regularita a asymptotické vlastnosti jejich slabých řešení a řešení v mírách.Studiumhyperbolických rovnic popisujících zákony zachování.


86

Vybrané kapitoly z teorie optimalizace 2/0 2/0 Zk MOD014Přednáška je věnována teorii optimalizace a optimálního řízení mající široké aplikace ve fyzice, technice, ekonomii ajinde. Existence řešení, stabilita, podmínky optimality a numerické aproximace s důrazem na diferenciální aintegrální rovnice a variační nerovnice; oscilace a koncentrační efekty.

Literatura:

Nelineární funkcionální analýza 2/0 Zk — RFA018Základy diferenciálního počtu v Banachových prostorech. Teorie monotonních a potenciálních operátorů, numerickémetody řešení operátorových rovnic. Stupeň zobrazení.


Matematické metody v mechanice a termodynamice 1 2/0 Zk — MOD032Základy pokročilých matematických metod vhodných pro studium mechaniky a termodynamiky.Literatura: Habala, Hájek, Zizler, Banach Spaces I, II (skripta, MATFYZpress 1997)


Matematické metody v mechanice a termodynamice 2 — 2/0 Zk MOD033Základy pokročilých matematických metod vhodných pro studium mechaniky a termodynamiky.Literatura: Habala, Hájek, Zizler, Banach Spaces I, II (skripta, MATFYZpress 1997)


Matematické metody v mechanice tekutin 2/0 2/0 Zk MOD001Přednáška seznamuje posluchače s matematickými modely popisujícími proudění, jejich matematickou teorií aněkterými metodami počítačové mechaniky tekutin (metoda konečných prvků a konečných objemů).

Literatura: Feistauer M.: Mathematical Methods in Fluid Dynamics. Longman Scientific-Technical, Harlow, l993

Víceúrovňové metody 2/0 2/0 Zk NUM013Rychlé iterační a hybridní algoritmy. Varianty víceúrovňových metod: multigrid, agregace. Modelové úlohy, metodadvou sítí, relaxace na jemné síti, korekce na hrubé síti. 2-grid algoritmus, V-cyklus, W-cyklus, konvergence a jejírychlost. Multigridní postupy. Rychlost konvergence. Vhodné implementace. Metoda rozkladu oblasti. Neumann-Neumannovy podmínky na rozhraní. Vlastnosti algoritmu. Stabilizace algoritmu-vybalancování korekcí. Porovnání s"klasickými" multigridními postupy. Předpodmiňování multigridními aproximacemi. Algoritmus "černá bedna".Obecné víceúrovňové metody. Abstraktní teorie. Agregace. Agregační-desagregační iterace. Leontěvovy modely.Úlohy se spotřebním košem. Markovovy řetězce. Vektory stacionární pravděpodobnosti. Víceúrovňové metody vevolučních úlohách. Víceúrovňové metody a nelineární úlohy. Multigridní verze Newtonovy metody. Úlohy snehladkými daty. Homogenizace jako dvouúrovňový proces.

Literatura: Hackbusch W.: Multigrid Methods. Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, l988Multigrid Methods. Lecture Notes in Mathematics, Vo.96O. Springer Verlag Berlin-Heidelberg-NewYork, l982. Editoři Hackbusch W., a Trottenberg UMayer P.: Víceúrovňové metody. Disertace, MFF UK l995

Matematické modely přenosu částic 2/0 2/0 Zk MOD016

87

Studium některých vlastností Boltzmanovy rovnice pro přenos částic. Dále budou sestrojeny některé modelykomplexu částic (znečištění). Analytické modely budou diskretizovány a budou navrženy algoritmy numerickéhořešení.

Literatura: Cercignani C. :Theory and Application of the Boltzmann equation, Scotish Adacemic Press,Edingurgh-London l975Marčuk G.I.: Metody rasčota jaděrnych reaktorov, Atomizdat, Moskva l96lMarčuk G.I., Lebeděv V.I: Čislennyje mětody v těorii peronosa nějtronov , Atomizdat, Moskva l98lSilin V.P.: Úvod do kinetické teorie plynů, Praha 1976

Tvarová a materiálová optimalizace 2/0 2/0 Zk MOD005Matematická analýza úloh optimalizace geometrie oblasti a materiálových vlastností mechanických systémů.Základy teorie eliptických nerovnic a jejich aproximací pomocí MKP. Aplikace ke kontaktním úlohám. Abstraktníformulace úloh tvarové optimalizace. Existence řešení. Abstraktní formulace diskretizace úloh tvarové optimalizace.Analýza konvergence. Aplikace výsledků pro konkrétní tvarovou optimalizaci. Analýza citlivosti, interpretacepodmínek optimality pro konkrétní výběr cenových funkcionálů. Numerická realizace úloh tvarové optimalizace.

Literatura: Haslinger J., Neittaanmakii P.: Approximation of optimal shaped design problems. Theory onapplication. John Willey 88, 1995

Numerické modelování problémů elektrotechniky 1 2/0 Zk — MOD023Matematický popis úloh, které modelují sálání tepla, rozložení elektrického, magnetického a teplotního pole velektrických strojích točivých, transformátorech, polovodičových součástkách apod. Numerické modely těchto úloha jejich algoritmizace.

Literatura: Selberherr S.: Analysis and Simulation of Semiconductor Devices. Wien, Springer Verlag, l984Markowich P.A.: The Stationary Semiconductor Equations.Wien Springer Verlag, l986Křížek M., Neittaanmaki P.: Finite Element Approximation of Variational Problems and Applications.Harlow,Longman, l990

Numerické modelování problémů elektrotechniky 2 — 2/0 Zk MOD024Matematický popis úloh, které modelují sálání tepla, rozložení elektrického, magnetického a teplotního pole velektrických strojích točivých, transformátorech, polovodičových součástkách apod. Numerické modely těchto úloha jejich algoritmizace.

Literatura: Selberherr S.: Analysis and Simulation of Semiconductor Devices. Wien, Springer Verlag, l984Markowich P.A.: The Stationary Semiconductor Equations.Wien Springer Verlag, l986Křížek M., Neittaanmaki P.: Finite Element Approximation of Variational Problems and Applications.Harlow,Longman, l990

Geometrická teorie míry — 2/0 Zk MAT010Matematické základy geometrické teorie míry: Hausdorffova k-rozměrná míra v Rn ,hustota množiny v bodě,aproximativní diferenciál, lipschitzovská zobrazení, k-rozměrné rektifikovatelné množiny v Rn , věty o přenosuintegrace, výpočet Jakobiánů, diferenciální formy a toky.

Literatura: Forderer H.:Geometric Measure Theory,Springer Verlag,NY 1969. Morgan F.:Geometric MeasureTheory:a Beginner's Guide.Academic Press, San Diego 1988

Geometrické metody teoretické fyziky — 3/2 Z,Zk TMF009Základní pojmy z topologie. Základy tenzorové analýzy na varietách: diferencovatelné variety, jejich tečné prostory,vektorová pole; afinní konexe, paralelní přenos a geodetické křivky; tenzorová pole, torze a křivost; Riemannovy apseudo-Riemannovy variety, Riemannova konexe; Gaussova teorie ploch, Gaussova formule. Diferenciální formy:základní operace a věty; Maxwellova teorie a Riemannova geometrie ve formalismu forem, Cartanovy rovnicestruktury, Bianchiho identity; integrace na varietách. Lieovy grupy a algebry, exponenciální zobrazení, grupytransformací. Fibrované prostory a bundly. Aplikace geometrických metod ve fyzice.

88

Literatura: O. Kowalski: Základy Riemannovy geometrie , skripta, vydavatelství Karolinum, 1995S. Helgason: DifferenciaŤnaja geometrija i simmetričeskije prostranstva (překlad z angličtiny), Izd.MIR, Moskva 1964

Úvod do analýzy na varietách 2/2 Z,Zk — GEM002Křivkový a plošný integrál v Rn , diferenciální formy v Rn, jejich integrace přes k-dimenzionální plochy v Rn,Stokesova věta, variety, diferenciálni formy na varietě.

Literatura Habala, Hájek, Zizler, Banach Spaces I, II (skripta, MATFYZpress 1997)M. Katětov a J. Jelínek, Úvod do funkcionální analýzy (skripta, SPN Praha 1968)J. Lukeš, Zápisky z funkcionální analýzy (skripta, Karolinum Praha 1998)J. Lukeš a J. Malý, Míra a integrál (skripta, Univerzita Karlova, 1993 - anglické vydání 1995)

Kalibrační pole a nekomunikativní geometrie — 2/0 Zk GEM030Hlavní a asociované fíbrované prostory,vektorové bandly. Konexe na hlavních fíbrovaných prostorech, kovariantníderivace pro řezy vektorového bandlu. Dirakův operátor. Yang-Millsovy pole. Základy nekomutativní diferenciálnígeometrie. Aplikace v teorii elementárních částic.


Pravděpodobnost a matematická statistika — 4/2 Z,Zk STP022Axiomatická definice pravděpodobnosti. Podmíněná pravděpodobnost, nezávislost. Náhodné vektory, jejichdistribuční funkce, číselné charakteristiky. Limitní věty. Základní statistické úlohy (odhad a testování hypotéz),odhady a testy pro některé speciální případy.

Literatura: Dupač V.: Teorie pravděpodobnosti a matematická statistika, 1984, skripta, SPNLikeš J., Machek J.: Matematická statistika, SNTL, 1983Anděl J.: Matematická statistika, SNTL, 1978Anděl J.: Statistické metody, Matfyzpress, 1993

Úvod do fyziky plazmatu a počítačové fyziky 2/0 2/0 Zk FYM012Základy počítačové fyziky. Přehled hlavních směrů počítačové fyziky Modelování spojité. Modelování částicovédeterministické (metoda molekulární dynamiky). Modelování částicové stochastické (metoda Monte Carlo).Modelování částicové hybridní. Fyzika plazmatu. Charakteristika a typy plazmatu. Teoretický popis plazmatu.Elementární procesy a transportní jevy. Počítačové modelování ve fyzice plazmatu. Problém n těles a jeho přibližnéřešení. Studium fyzikálních procesů v objemu plazmatu. Studium interakce plazmatu s povrchy pevných látek.Modelování v plazmochemii. Nové směry v počítačovém modelování (paralelismus,...).

Literatura: Chen F. F.: Uvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984 (úlohy jsou z této knihy)Kippenhahn R., Mollenhoff C.: Elementare Plasmaphysik, B. I. Wissenschaftsverlag,Mannheim-Wien-Zurich 1975

Pravděpodobnost a matematika fázových přechodů I 2/0 Zk — TMF027Základní pojmy teorie pravděpodobnosti a matematické statistické fyziky (teorie Gibbsových stavů). Zvláštnípozornost je věnována matematické teorii nízkoteplotních fázových přechodů v mřížových modelech.


Pravděpodobnost a matematika fázových přechodů II — 2/0 Zk TMF047Úvod do matematické teorie Gibbsových stavů. Zkoumání fázových přechodů některých význačných modelů(Isingova typu)


89

Deterministický chaos, nelineární oscilace a vlny — 2/0 Zk EVF022Charakteristika: fázový portrét, limitní cyklus atraktor, repelor. Experimentální nalezené soustavy s chaosem.Podivný atraktor, Poincarého řez. Dynamické soustavy s diskrétním časem. Modulační nestabilita nelineárních vln,vlnová turbulence.


Kvantová teorie I 4/2 Z,Zk — BCM...Hlavní náplní jsou základní principy a matematický aparát kvantové teorie a aplikace teorie na konkrétní systémy.


Kvantová teorie II — 3/2 Z,Zk BCM...Hlavní náplní jsou základní principy a matematický aparát kvantové teorie a aplikace teorie na konkrétní systémy.


Biotermodynamika 2/2 Z,Zk — MOD036Základní termodynamické pojmy, fenomenologická a mikroskopická interpretace. Zákony bilance hmotnosti,hybnosti, vnitřní energie (I. zákon termodynamiky), bilance elektrického a magnetického indukčního toku a bilanceentropie (II. zákon termodynamiky). Lineární nevratná termodynamika a základy chemické kinetiky. Jako aplikacejsou uvedeny: termodynamika membránového transportu, studium biologických oscilací, termodynamické aspektyevoluce, srdečně cévní systém.

Literatura: J. Kvasnica, Termodynamika, SNTL, Praha 1975

Vybrané aspekty operačního systému UNIX 2/0 Z — PRM031Přednáška je určena především začínajícím či pokročilejším uživatelům UNIXu. Výklad základních principůoperačního systému a OSI modelu.

Literatura: Linux -dokumentační projekt, Computer Press, Praha 1999.

Pokročilé metody programování — 1/1 Z PRF006Práce v prostředí UNIX, architektura počítače POWER CHALLENGE, vývojové a monitorovací prostředky,sériová optimalizace, práce s překladačem, paralelní optimalizace, praktické otázky paralelizace

Literatura: manuály k překladačům

Programování II pro neinformatiky 2/2 Z,Zk — PRM002Předmět předpokládá znalost programování v rozsahu základního kursu programování na oboru matematika (M...),tj. základy algoritmizace a ovládnutí jazyka Pascal včetně objektového programování v něm. Studenti se napřednášce seznámí s paradigmaty programování řízeného událostmi (na příkladu Delphi), neprocedurálníhoprogramování (na příkladu Lispu nebo Prologu) a programovacími jazyky C a C++. Cílem není znalost všechtechnických detailů, ale pochopení základních principů.

Literatura: V.R. Demidovich, I.A. Maron, Computational Mathematics, Mir, Moskva 1981

90

Doporučené výběrové předměty pro obor matematické a počítačové modelování ve fyzice atechnice

1. rok studia

Úvod do fyziky plazmatu a počítačové fyziky 2/0 2/0 Zk FYM012Základy počítačové fyziky. Charakteristika a typy plazmatu. Teoretický popis plazmatu. Elementární procesy atransportní jevy. Částicové a spojité modelování ve fyzice plazmatu.

Literatura: Chen F. F.: Uvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984 (úlohy jsou z této knihy)Kippenhahn R., Mollenhoff C.: Elementare Plasmaphysik, B. I. Wissenschaftsverlag,Mannheim-Wien-Zurich 1975

Vybrané problémy matematického modelování — 0/2 Z MOD015Presentace a diskuse diplomových prací. Témata prací jsou jak teoretická (fyzikální či matematická) a numerická,zpravidla se týkají modelů mechaniky kontinua. Nejčastěji jsou témata prací zvolena z oblastí: mechaniky tekutin, ato jak stlačitelných, tak nestlačitelných; konečné pružnosti; optimalizace a teorie řízení; teorie plasticity; vícefázovémodely a úlohy s volnou hranicí.


11. Učitelství fyziky v kombinaci s odbornou fyzikou

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor učitelství fyziky v kombinaci sodbornou fyzikou

1. rok studia

Pedagogika 2/0 0/2 Z,Zk PED012Přednáška a seminář jsou zaměřeny na základní otázky pedagogického působení učitele: (Cíle a obsah výchovy avzdělávání; základní podmínky a předpoklady učení žáka; sociální aspekty výchovy a vzdělávání; výuka, její formya metody; hodnocení ve škole; vzdělávací soustava ČR a příklady jiných zemí; alternativní pedagogické směry;pedagogický výzkum aj. Témata jsou konkretizována na příkladech výuky fyziky, matematiky a informatiky.

Literatura: Petty, G.: Moderní vyučování. Portál, Praha 1996Průcha, J.: Přehled pedagogiky. Portál, Praha 2000Skalková, J.: Obecná didaktika. ISV nakladatelství, Praha 1999

Psychologie 2/0 Zk 0/2 Z PED009Přednáška je věnována vybraným oblastem pedagogické psychologie (především problematika učení a poznávání),sociální a vývojové psychologie,které jsou významné práci učitele Cílem semináře je aktivní osvojení základníchpoznatků a technik pedagogické psychologie. Témata: Učení a poznávání. Metakognice a autoregulace. Kreativita ajejí rozvoj. Modely vyučování a učení. Specifické poruchy učení. Věkové období pubescence a adolescence. Autoritaa kázeň ve škole. Socializace. Náročné životní situace a jejich překonávání. Učitel, učitelská profese. Osobnost žáka.Motivace. Hodnocení žáka z pedagogicko-psychologického hlediska. Interakce učitel žák, žák – žák.Literatura: Čáp, J., Mareš, J.: Psychologie pro učitele. Portál, Praha 2001

Fontana, D.: Psychologie ve školní praxi. Portál, Praha 1997Nakonečný,M.: Psychologie osobnosti. Academia, Praha 1995.Pokorná, V.: Teorie, diagnostika a náprava spec. poruch učení. Portál, Praha 1997Vágnerová, M.: Vývojová psychologie. Karolinum, Praha 1997.

Praktikum školních pokusů I 0/3 Z — DFY...Demonstrační pokusy z mechaniky, termiky, kmitání, vlnění a elektřiny.

91

Literatura: Svoboda, M. a kol.: Praktikum školních pokusů I, UK 1993Svoboda, M. a kol.: Praktikum školních pokusů II, UK 1994Svoboda, E. a kol.: Pokusy z fyziky na střední škole I, II, III. Prometheus Praha 1997, 1999Učebnice fyziky pro střední školy (především pro gymnázium)

Praktikum školních pokusů II — 0/3 Z DFY...Demonstrační pokusy z elektřiny, magnetismu a optiky.

Literatura: Svoboda, M. a kol.: Praktikum školních pokusů II, UK 1994Svoboda, E. a kol.: Pokusy z fyziky na střední škole III, IV. Prometheus Praha, 1999, 2000Učebnice fyziky pro střední školy (především pro gymnázium)

Didaktika fyziky I — 2/1 Z,Zk DFY...Přednáška je zaměřena na taxonomii výukových cílů, vyučovací metody a organizační formy ve výuce fyziky, nadidaktické funkce fyzikálních pokusů a na metodiku řešení fyzikálních úloh. V seminářích se vytváří tematicképlány, přípravy na vyučovací hodinu s následným mikrovýstupem a zpracovávají se konkrétní ukázky aktivníchvyučovacích metod.

Literatura: Kašpar, E. a kol.: Didaktika fyziky - obecné otázky. SPN, Praha 1978Fenclová, J.: Didaktické myšlení a jednání učitele fyziky. SPN, Praha 1984Kašpar, E. a kol.:Problémové vyučování a problémové úlohy ve fyzice. SPN, Praha 1982Janas, J.: Kapitoly z didaktiky fyziky I. MU Brno 1996Volf, I.: Metodika řešení úloh ve středoškolské fyzice. Gaudeamus, Hradec Králové 1997Mechlová,E.: Skupinové vyučování ve fyzice na ZŠ i SŠ. Praha, SPN 1988Petty, G.: Moderní vyučování. Portál Praha 1996Svoboda, E. a kol.: Přehled středoškolské fyziky. SPN, Praha 1991Bartuška, K.: Sbírka řešených úloh z fyziky pro střední školy, I. – IV. díl.Prometheus Praha 1997, 1998, 2000.Slovník školské fyziky. SPN Praha 1988Učebnice fyziky pro střední školy

Pedagogická praxe z fyziky I 1 týden Z — DFY...Jde o praxi, při níž posluchač hospituje u zkušeného fakultního učitele fyziky a absolvuje jeden samostatný výstup snásledným rozborem.

Literatura: Učebnice fyziky pro střední školyUčební dokumenty střední školy

Pedagogická praxe z fyziky II — 2 týdny Z DFY...Při této praxi posluchač hospituje v hodinách fakultního učitele a absolvuje pod jeho vedením 10 samostatnýchvýstupů s následným rozborem. Posluchač se učí připravovat, vést a hodnotit vyučovací hodinu.


2. rok studia

Didaktika fyziky II 0/2 Z — DFY...Seminář navazuje na obsah přednášky Didaktika fyziky I. Je zaměřen na aktuální otázky výuky fyziky a nadiagnostiku fyzikálních znalostí. Tvoří se různé druhy zkoušek a provádí se jejich vyhodnocování.

Literatura: Kašpar, E. a kol.: Didaktika fyziky - obecné otázky. SPN, Praha 1978Fenclová, J.: Didaktické myšlení a jednání učitele fyziky. SPN, Praha 1984Chrástka, M.: Didaktické testy. Paido Brno 1999Půlpán, Z.: Základy sestavování a klasické vyhodnocování didaktických testů.Kotva Hradec Králové 1991

92

Nahodil, J.: Fyzika v běžném životě. Prometheus Praha 1996Svoboda, E. a kol.: Přehled středoškolské fyziky. SPN, Praha 1991Slovník školské fyziky. SPN Praha 1988Učebnice fyziky pro střední školy

Pedagogická praxe z fyziky III 2 týdny Z — DFY...Závěrečná praxe, při které posluchač - kromě hospitací v hodinách fakultního učitele - realizuje 12 samostatnýchvýstupů s rozborem. Důraz je kladen na komplexnost přístupu k výuce s využíváním teoretických i praktickýchpoznatků, získaných v rámci pedagogicko-psychologických i didaktických disciplín, jakož i praktických zkušeností zpředcházejících praxí, příp. z vedení fyzikálních kroužků apod.


Doporučené výběrové předměty pro obor učitelství fyziky v kombinaci s odbornou fyzikou

1. rok studia

Relativistická astrofyzika a kosmologie — 2/0 Zk ...Výběrová přednáška s obsahem: základní myšlenky a důsledky obecné teorie relativity, gravitační kolaps a černédíry, modely a vývoj vesmíru.

Literatura: Dvořák L.: Obecná teorie relativity a moderní fyzikální obraz vesmíru (skriptum) SPN, Praha 1984

Problémy fyzikálního vzdělávání 0/2 Z 0/2 Z ...Seminář pro posluchače učitelství fyziky, doktorandy, pracovníky KDF, učitele z praxe a všechny zájemce. Realizujese formou referátů pracovníků KDF, doktorandů, diplomantů a hostů o nejrůznějších problémech týkajících se výukyfyziky a fyzikálního vzdělávání vůbec.

Literatura: Dle zadání referujících na jednotlivých seminářích.

Pedagogický seminář I 0/2 Z — ...Prakticky pojatý seminář tvoří mozaika aktuálních témat, s nimiž se učitel setkává při výkonu své profese. Příklady:Drogy a mládež - prevence a terapie. Náboženské sekty a jejich vliv na mládež. Psychotronika očima učitele fyziky amatematiky. Videotrénink jako cesta k profesnímu zdokonalování učitele. Dimenze myšlení - nový pohled nainteligenci. Prostorová představivost a její rozvíjení. Role chyby v učení. Specifické poruchy učení a jejichkompenzace. Na seminář jsou zváni externí přednášející, kteří v dané oblasti patří mezi přední odborníky.

Literatura: Pro jednotlivé semináře určí externí přednášející.

Pedagogický seminář II — 0/2 Z ...Druhý díl prakticky pojatého semináře, který pokračuje v aktuálních tématech, s nimiž se učitel setkává při výkonusvé profese. Příklady: Konflikty ve škole a jejich řešení. Komunikace učitel – žák, učitel – rodiče. Vývoj středníhoškolství v minulém desetiletí. Reforma maturitní zkoušky. Víceletá gymnázia: pro a proti. Mezinárodní výzkummatematického a přírodovědného vzdělávání a jeho výsledky v ČR. Na seminář jsou zváni externí přednášející, kteřív dané oblasti patří mezi přední odborníky.


Sociální psychologie — 0/2 Z PED…Sociální učení. Analýza mezilidských vztahů. Komunikace. Percepce a atribuce. Sebepojetí. Sociální skupina a jejícharakteristiky, diagnostika vztahů ve skupině. Pozice, role, status. Skupinová dynamika. Rodina a školní třída jakoskupina. Náročné a konfliktní sociální situace.

Literatura: Hayesová,N.: Základy sociální psychologie. Portál, Praha 1998Psychologické praktikum 0/2 Z — ...

93

Praktický seminář využívající některých psychologických a částečně i dramaterapeutických technik k prohloubenísebepoznání, lepšímu porozumění vztahům a dění ve skupině a nácviku některých technik práce se skupinou.Získané zkušenosti účastníkům umožní efektivnější cílené vedení třídních kolektivů.

Literatura: Bakalář, E.: Psychohry 2. Vyšehrad, Praha 1 k 995Machková, E: Základy dramatické výchovy. SPN, Praha 1980Portmannová, R., Schneiderová, E.: Hry zaměřené na zvýšení koncentrace a uvolnění.

Portál, Praha 1993Way, B.: Rozvoj osobnosti dramatickou improvizací. ISV, Praha 1996

Rétorika a komunikace s lidmi — 0/2 Z ...Výběrový seminář zaměřený na praktické zvládnutí nejdůležitějších zásad práce s hlasem a mezilidské komunikace.

Literatura: Kohout, J.: Rétorika: umění mluvit a jednat s lidmi. Management Press, Praha 1995Maříková, M.: Rétorika: manuál komunikačních dovedností. Professional Publishing, Praha 2001

2. rok studia

Školský management 0/2 Z — ...Seminář vedený odborníky z praxe je zaměřen do několika klíčových oblastí: 1) Školskopolitické dokumenty, jejichtvorba, souvislosti a právní dosah. 2) Základy pracovního práva, pracovně právní vztahy. 3) Ekonomicko- právníaspekty chodu školy.

Literatura: Nový, K.: Právní rádce pro ředitele škol. Praha. Prospektrum 1997Zákon o státní správě a samosprávě ve školství – novela z r. 1995Zákon o základních a středních školách – novela z r. 1995Zákon o vysokých školách – z r. 1998Další literatura podle zadání vyučujících.

Dějiny fyziky I 2/0 Zk — ...Vybrané partie z dějin klasické fyziky a její kulturní a historické souvislosti.

Literatura: Zajac R., Šebesta J.: Historické pramene súčasnej fyziky 1. Alfa, Bratislava 1990

Dějiny fyziky II — 2/0 Zk ...Moderní fyzika a její kulturní a politické souvislosti.

Literatura: Zajac R., Šebesta J.: Historické pramene súčasnej fyziky 2. FMFI KU, Bratislava 1997Šebesta J. a kol.: Historické pramene súčasnej fyziky 3. FMFI KU, Bratislava (v tisku)



Praktikum školních pokusů III 0/3 Z — ...Výběrové praktikum. Studenti se samostatně připravují na práci učitele, navrhují a provádějí složitější experimenty zvybraných témat středoškolské fyziky. Seznamují se také s novými učebními pomůckami a soupravami.

Literatura: Svoboda M., a kol.: Praktikum školních pokusů I , UK 1993Svoboda M., a kol.: Praktikum školních pokusů II, UK 1994Svoboda M., a kol.: Praktikum školních pokusů III, UK 1995Svoboda, E. a kol.: Pokusy z fyziky na střední škole , I.- IV. díl, Prometheus Praha 1997, 1999, 2000

94

Praktikum školních pokusů IV — 0/3 Z ...Výběrové praktikum. Studenti navrhují a provádějí experimenty z vybraných témat školské fyziky (mechanika,molekulová fyzika, elektrostatika, elektrický proud v kovech a polovodičích, magnetismus) v návaznosti napožadavky ke státní zkoušce z fyziky a didaktiky fyziky.


12. Učitelství fyzika-matematika

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor učitelství fyzika-matematika

1. rok studia

Pedagogika 2/0 0/2 Z,Zk PED012Přednáška a seminář jsou zaměřeny na základní otázky pedagogického působení učitele: (Cíle a obsah výchovy avzdělávání; základní podmínky a předpoklady učení žáka; sociální aspekty výchovy a vzdělávání; výuka, její formya metody; hodnocení ve škole; vzdělávací soustava ČR a příklady jiných zemí; alternativní pedagogické směry;pedagogický výzkum aj. Témata jsou konkretizována na příkladech výuky fyziky, matematiky a informatiky.

Literatura: Petty, G.: Moderní vyučování. Portál, Praha 1996Průcha, J.: Přehled pedagogiky. Portál, Praha 2000Skalková, J.: Obecná didaktika. ISV nakladatelství, Praha 1999

Psychologie 2/0 Zk 0/2 Z PED009Přednáška je věnována vybraným oblastem pedagogické psychologie (především problematika učení a poznávání),sociální a vývojové psychologie,které jsou významné práci učitele Cílem semináře je aktivní osvojení základníchpoznatků a technik pedagogické psychologie. Témata: Učení a poznávání. Metakognice a autoregulace. Kreativita ajejí rozvoj. Modely vyučování a učení. Specifické poruchy učení. Věkové období pubescence a adolescence. Autoritaa kázeň ve škole. Socializace. Náročné životní situace a jejich překonávání. Učitel, učitelská profese. Osobnost žáka.Motivace. Hodnocení žáka z pedagogicko-psychologického hlediska. Interakce učitel žák, žák – žák.

Literatura: Čáp, J., Mareš, J.: Psychologie pro učitele. Portál, Praha 2001Fontana, D.: Psychologie ve školní praxi. Portál, Praha 1997Nakonečný,M.: Psychologie osobnosti. Academia, Praha 1995.Pokorná, V.: Teorie, diagnostika a náprava spec. poruch učení. Portál, Praha 1997Vágnerová, M.: Vývojová psychologie. Karolinum, Praha 1997.

Fyzika kondenzovaného stavu 3/0 Zk — ...Struktura látek, metody jejího určování, typy poruch. Mechanické vlastnosti. Základy termodynamiky materiálů.Fázové transformace. Kvantový popis krystalu. Fonony, pásová teorie, základy supravodivosti. Tepelné, elektrické amagnetické vlastnosti.

Literatura: Kittel C.: Úvod do fyziky pevných látek, Academia Praha,1985Anselm A.I.: Úvod do teorie polovodičů, Academia Praha 1976Frei V.: Fyzika pevných látek, SPN Praha 1981Kratochvíl P., Valvoda V.: Úvod do FPL I (skripta SPN)

Jaderná fyzika — 2/0 Zk ...Stavba jádra, silové pole a jaderné přeměny, elementární částice - základní interakce, aplikace jaderné fyziky,detekce záření, průchod záření hmotou, urychlovače.

Literatura: Úlehla I., Suk M., Trka Z.: Atomy - jádra - částice, Akademia, 1990

95

Janča J., Kapička V., Štěrba F., Trka Z.: Obecná fyzika IV, SPN, 1989 (skripta)

Praktikum školních pokusů I 0/3 Z — DFY...Demonstrační pokusy z mechaniky, termiky, kmitání, vlnění a elektřiny.

Literatura: Svoboda, M. a kol.: Praktikum školních pokusů I, UK 1993Svoboda, M. a kol.: Praktikum školních pokusů II, UK 1994Svoboda, E. a kol.: Pokusy z fyziky na střední škole I, II, III. Prometheus Praha 1997, 1999Učebnice fyziky pro střední školy (především pro gymnázium)

Praktikum školních pokusů II — 0/3 Z DFY...Demonstrační pokusy z elektřiny, magnetismu a optiky.

Literatura: Svoboda, M. a kol.: Praktikum školních pokusů II, UK 1994Svoboda, E. a kol.: Pokusy z fyziky na střední škole III, IV. Prometheus Praha, 1999, 2000Učebnice fyziky pro střední školy (především pro gymnázium)

Didaktika fyziky I — 2/1 Z,Zk DFY...Přednáška je zaměřena na taxonomii výukových cílů, vyučovací metody a organizační formy ve výuce fyziky, nadidaktické funkce fyzikálních pokusů a na metodiku řešení fyzikálních úloh.V seminářích se vytváří tematicképlány, přípravy na vyučovací hodinu s následným mikrovýstupem a zpracovávají se konkrétní ukázky aktivníchvyučovacích metod.

Literatura: Kašpar, E. a kol.: Didaktika fyziky - obecné otázky. SPN, Praha 1978Fenclová, J.: Didaktické myšlení a jednání učitele fyziky. SPN, Praha 1984Kašpar, E. a kol.:Problémové vyučování a problémové úlohy ve fyzice. SPN, Praha 1982Janas, J.: Kapitoly z didaktiky fyziky I. MU Brno 1996Volf, I.: Metodika řešení úloh ve středoškolské fyzice. Gaudeamus, Hradec Králové 1997Mechlová,E.: Skupinové vyučování ve fyzice na ZŠ i SŠ. Praha, SPN 1988Petty, G.: Moderní vyučování. Portál Praha 1996Svoboda, E. a kol.: Přehled středoškolské fyziky. SPN, Praha 1991Bartuška, K.: Sbírka řešených úloh z fyziky pro střední školy, I. – IV. díl.Prometheus Praha 1997, 1998, 2000.Slovník školské fyziky. SPN Praha 1988Učebnice fyziky pro střední školy

Pedagogická praxe z fyziky I 1 týden Z — DFY...Jde o praxi, při níž posluchač hospituje u zkušeného fakultního učitele fyziky a absolvuje jeden samostatný výstup snásledným rozborem.


Pedagogická praxe z fyziky II — 2 týdny Z DFY...Při této praxi posluchač hospituje v hodinách fakultního učitele a absolvuje pod jeho vedením 10 samostatnýchvýstupů s následným rozborem. Posluchač se učí připravovat, vést a hodnotit vyučovací hodinu.


Didaktika matematiky 2/0 0/2 Z/ZkTvorba didaktických systémů středoškolské matematiky. Proces osvojování obsahu a metod středoškolskématematiky. Výukové projekty středoškolské matematiky. Výukový proces středoškolské matematiky (komunikacese žákem). Projektování výukového procesu (příprava vyučovacích jednotek a jejich souborů). Hodnocení průběhu avýsledků výukového procesu v oblasti středoškolské matematiky. Globální a lokální didaktická analýza základníchokruhů.

96

Literatura: Hejný, M. a kol.: Teória vyučovania matematiky 2, SPN, Bratislava, 1989.Odvárko, O. a kol.: Metody řešení matematických úloh, SPN,Praha, 1990.Učebnice matematiky pro SŠ.

Matematická analýza III 2/2 Z/Zk —Těleso komplexních čísel C. Komplexní funkce reálné a komplexní proměnné, derivace, Cauchy-Riemannovypodmínky. Holomorfní funkce. Křivky v C, křivkový integrál v C a jeho ne/závislost na křivce. Cauchyova věta.Cauchyův vzorec a jeho důsledky. Laurentovy řady, Cauchyův vzorec pro mezikruží, existence a jednoznačnostrozvoje v Laurentovu řadu. Klasifikace izolovaných singulárních bodů holomorfních funkcí. Reziduová věta,výpočet některých integrálů pomocí residuové věty. Meromorfní funkce, princip argumentu.

Literatura: Veselý, J.: Komplexní analýza pro učitele, Karolinum, Praha, 2000.Novák, B.: Funkce komplexní proměnné (pro učitelské studium MFF), SPN, Praha.

Algebra II — 2/2 Z/ZkOkruhy polynomů I. Podmínky dělitelnosti v oborech integrity. Gaussovy a euklidovské obory integrity. Derivace anásobnost kořenů. Komutativní tělesa. Charakterizace rozšíření konečného stupně. Kořenová a rozkladová nadtělesa.Tělesa GF(pn), struktura konečných těles. Okruhy polynomů II. Symetrické polynomy. Hlavní věta o symetrickýchpolynomech a její aplikace. Svazy a Booleovy algebry.Úplné svazy a modulární svazy. Booleovy algebry, strukturakonečných Booleových algeber. Univerzální algebra. Základní pojmy pro univerzální algebry. Termy a volnéalgebry.

Literatura: Procházka, L., a kol.: Algebra, Academia, Praha, 1990.Mac Lane, S., Birkhoff, G.: Algebra, Macmillan, New York, 1985.Lang, S.: Algebra, Springer, New York, 1993.Van der Waerden, B., L.: Algebra I, II, Springer, New York, 1971.

Metody řešení matematických úloh I 0/2 Z —Důkazové úlohy - důkaz přímý, nepřímý, sporem, matematickou indukcí. Rovnice, nerovnice, jejich soustavy (i sparametry). Užití grafů funkcí. Geometrické určovací úlohy planimetrické i stereometrické - syntetické i analytickémetody řešení. Základy Booleovy algebry - množinová algebra, algebra pravdivostních hodnot.

Literatura: Odvárko, O. a kol.: Metody řešení matematických úloh, SPN,Praha, 1990.

Pedagogická praxe z matematiky I 1 týden Z — DFY...Jde o praxi, při níž posluchač hospituje u zkušeného fakultního učitele matematiky a absolvuje jeden samostatnývýstup s následným rozborem.

Literatura: Učebnice matematiky pro střední školyUčební dokumenty střední školy

Pedagogická praxe z matematiky II — 2 týdny Z DFY...Při této praxi posluchač hospituje v hodinách fakultního učitele a absolvuje pod jeho vedením 10 samostatnýchvýstupů s následným rozborem. Posluchač se učí připravovat, vést a hodnotit vyučovací hodinu.

Literatura: Učebnice matematiky pro střední školyUčební dokumenty střední školy

2. rok studia

Astronomie a astrofyzika 2/0 Zk — UFY...Postavení Země ve vesmíru. Astrodynamika. Záření v astrofyzice. Základy astrofyziky. Stelární a galaktickáastronomie. Sluneční soustava.

Literatura: Šolc a kol: Fyzika hvězd a vesmíru, SPN 1983Šolc, Zahradník: Astronomie, astrofyzika a geofyzika I., MFF UKŠiroký, Široká: Základy astronomie v příkladech, SPN 1972, 1977

97

Wolf a kol: Astronomická příručka, Academia 1992

Fyzikální obraz světa 2/0 Zk — ...Souhrný pohled na strukturu a smysl fyzikálních zákonů, souvislosti jednotlivých částí fyziky, roli matematiky vefyzice a možnosti fyziky přispět k pochopení světa, v němž žijeme.

Literatura: Feynman R.P. a kol.: Feynmanovy přednášky z fyziky 1-3, český překlad Fragment Praha, 2000-

Didaktika fyziky II 0/2 Z — DFY...Seminář navazuje na obsah přednášky Didaktika fyziky I. Je zaměřen na aktuální otázky výuky fyziky a nadiagnostiku fyzikálních znalostí. Tvoří se různé druhy zkoušek a provádí se jejich vyhodnocování.

Literatura: Kašpar, E. a kol.: Didaktika fyziky - obecné otázky. SPN, Praha 1978Fenclová, J.: Didaktické myšlení a jednání učitele fyziky. SPN, Praha 1984Chrástka, M.: Didaktické testy. Paido Brno 1999Půlpán, Z.: Základy sestavování a klasické vyhodnocování didaktických testů.Kotva Hradec Králové 1991Nahodil, J.: Fyzika v běžném životě. Prometheus Praha 1996Svoboda, E. a kol.: Přehled středoškolské fyziky. SPN, Praha 1991Slovník školské fyziky. SPN Praha 1988Učebnice fyziky pro střední školy

Pedagogická praxe z fyziky III 2 týdny Z — DFY...Závěrečná praxe, při které posluchač - kromě hospitací v hodinách fakultního učitele - realizuje 12 samostatnýchvýstupů s rozborem. Důraz je kladen na komplexnost přístupu k výuce s využíváním teoretických i praktickýchpoznatků, získaných v rámci pedagogicko-psychologických i didaktických disciplín, jakož i praktických zkušeností zpředcházejících praxí, příp. z vedení fyzikálních kroužků apod.


Logika a teorie množin 2/0 Zk —Výrokový počet. Predikátový počet. Axiomatická teorie. Axiomatická teorie tříd a množin. Booleovské kalkulace.Ekvivalence a subvalence, Cantor - Bernsteinova věta, Cantorova věta. Konečné množiny. Dobře uspořádanémnožiny. Peanova aritmetika a model přirozených čísel v teorii množina. Axiom nekonečna a spočetné množiny.Čísla celá, racionální a reálná. Kardinální čísla. Ordinální čísla. Axiom výběru a jeho ekvivalenty.

Literatura: Štěpánek,P.: Matematická logika (skriptum), SPN, 1982.Balcar,B., Štěpánek,P.: Teorie množin, Academia, Praha, 1986.

Dějiny matematiky I 2/0 KZ —Matematika a historie matematiky. Literatura. Hrubý přehled vývoje matematiky. Periodizace. První matematicképojmy a poznatky. Čísla a geometrické objekty: Přirozená čísla, prvočísla, racionální čísla, iracionální čísla. 1.krizematematiky. Geometrie. Geometrie starověku. Euklidovy základy.

Literatura: Bečvář, J., Fuchs, E.: Historie matematiky I, II, Sborník, Jevíčko.

Geometrie III 2/2 Z,Zk—Projektivní rozšíření afinního prostoru, homogenní souřadnice. Kuželosečky a kvadriky. Základy axiomatickéhovybudování geometrie. Neeukleidovské geometrie.Literatura: Sekanina a kol.: Geometrie II.

Čech,E.: Základy analytické geometrie I,II.

Pedagogická praxe z matematiky III 2 týdny Z — DFY...Závěrečná praxe, při které posluchač - kromě hospitací v hodinách fakultního učitele - realizuje 12 samostatnýchvýstupů s rozborem. Důraz je kladen na komplexnost přístupu k výuce s využíváním teoretických i praktických

98

poznatků, získaných v rámci pedagogicko-psychologických i didaktických disciplín, jakož i praktických zkušeností zpředcházejících praxí.


Doporučené výběrové předměty pro obor učitelství fyzika-matematika

1. rok studia

Elektronika 2/0 Zk — ...Diskrétní polovodičové prvky. Integrovaný operační zesilovač. Principy analogových elektronických měřicíchpřístrojů. Aplikace analogové elektroniky. Základy číslicové elektroniky. Druhy a aplikace číslicových obvodů.Mikropočítač a přídavná zařízení. Cílem je pochopit principy funkce nejpoužívanějších elektronických prvků azařízení, v nichž jsou aplikovány. Obsah přednášky je možno částečně modifikovat podle zájmu posluchačů.

Literatura: Tichý M.: Elektronika, WWW skripta, která byla vytvořena speciálně pro tuto přednášku v roce 1998.WWW adresa http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichyŠícha M., Tichý M.: Elektronické zpracování signálu, Karolinum, nakladatelství UK, Praha, 1998.

Kurz praktické elektroniky 0/2 Z 0/2 Z ...Seznámení se základními elektronickými součástkami a jejich použitím v jednoduchých i složitějších elektronickýchobvodech. Studenti pod vedením učitele navrhují a realizují jednoduchá zapojení pomocí standardních technik(pájení, kontaktní pole atd.). Témata: měření základních veličin v elektrickém obvodu, usměrňovač, tranzistor jakospínač, tranzistorový zesilovač, základní zapojení s operačními zesilovači, číslicové obvody a realizace logickýchfunkcí a další dle dohody s vedoucími kursu. Kurs je vhodný pro studenty libovolného ročníku učitelského studia.Zúčastnit se mohou i studenti neučitelských oborů.

Literatura: Tichý M.: Elektronika, WWW skripta MFF UK 1998. WWW adresa http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichyPunčochář J.: Operační zesilovače v elektronice, BEN, Praha, 1997Materiály z časopisů Amatérské radio apod. zadávané vedoucími semináře

Jaderná fyzika — 0/2 Z ...Stavba jádra, silové pole a jaderné přeměny, elementární částice - základní interakce, aplikace jaderné fyziky,detekce záření, průchod záření hmotou, urychlovače.

Literatura: Úlehla I., Suk M., Trka Z.: Atomy - jádra - částice, Akademia, 1990Janča J., Kapička V., Štěrba F., Trka Z.: Obecná fyzika IV, SPN, 1989 (skripta)





Pedagogický seminář I 0/2 Z — ...Prakticky pojatý seminář tvoří mozaika aktuálních témat, s nimiž se učitel setkává při výkonu své profese. Příklady:Drogy a mládež - prevence a terapie. Náboženské sekty a jejich vliv na mládež. Psychotronika očima učitele fyziky a

99

matematiky. Videotrénink jako cesta k profesnímu zdokonalování učitele. Dimenze myšlení - nový pohled nainteligenci. Prostorová představivost a její rozvíjení. Role chyby v učení. Specifické poruchy učení a jejichkompenzace. Na seminář jsou zváni externí přednášející, kteří v dané oblasti patří mezi přední odborníky.


Pedagogický seminář II — 0/2 Z ...Druhý díl prakticky pojatého semináře, který pokračuje v aktuálních tématech, s nimiž se učitel setkává při výkonusvé profese. Příklady: Konflikty ve škole a jejich řešení. Komunikace učitel – žák, učitel – rodiče. Vývoj středníhoškolství v minulém desetiletí. Reforma maturitní zkoušky. Víceletá gymnázia: pro a proti. Mezinárodní výzkummatematického a přírodovědného vzdělávání a jeho výsledky v ČR. Na seminář jsou zváni externí přednášející, kteřív dané oblasti patří mezi přední odborníky.


Sociální psychologie — 0/2 Z PED...Sociální učení. Analýza mezilidských vztahů. Komunikace. Percepce a atribuce. Sebepojetí. Sociální skupina a jejícharakteristiky, diagnostika vztahů ve skupině. Pozice, role, status. Skupinová dynamika. Rodina a školní třída jakoskupina. Náročné a konfliktní sociální situace.

Literatura: Hayesová,N.: Základy sociální psychologie. Portál, Praha 1998

Psychologické praktikum 0/2 Z — ...Praktický seminář využívající některých psychologických a částečně i dramaterapeutických technik k prohloubenísebepoznání, lepšímu porozumění vztahům a dění ve skupině a nácviku některých technik práce se skupinou.Získané zkušenosti účastníkům umožní efektivnější cílené vedení třídních kolektivů.

Literatura: Bakalář, E.: Psychohry 2. Vyšehrad, Praha 1 k 995Machková, E: Základy dramatické výchovy. SPN, Praha 1980Portmannová, R., Schneiderová, E.: Hry zaměřené na zvýšení koncentrace a uvolnění.Portál, Praha 1993Way, B.: Rozvoj osobnosti dramatickou improvizací. ISV, Praha 1996



2. rok studia

Školský management 0/2 Z — ...Seminář vedený odborníky z praxe je zaměřen do několika klíčových oblastí: 1) Školskopolitické dokumenty, jejichtvorba, souvislosti a právní dosah. 2) Základy pracovního práva, pracovně právní vztahy. 3) Ekonomicko- právníaspekty chodu školy.

Literatura: Nový, K.: Právní rádce pro ředitele škol. Praha. Prospektrum 1997Zákon o státní správě a samosprávě ve školství – novela z r. 1995Zákon o základních a středních školách – novela z r. 1995Zákon o vysokých školách – z r. 1998Další literatura podle zadání vyučujících.

Dějiny fyziky I 2/0 Zk — ...Vybrané partie z dějin klasické fyziky a její kulturní a historické souvislosti.Literatura: Zajac R., Šebesta J.: Historické pramene súčasnej fyziky 1. Alfa, Bratislava 1990

100





Meteorologie a geofyzika 2/0 Zk — ...Vybrané partie meteorologie a geofyziky přizpůsobené k možným aplikacím ve středoškolské výuce fyziky.

Literatura: Faust H.: Der. Aufbau der Erdatmosphöre, Vieweg, Braunschweig, 1968Bednář J., Zikmunda O.: Fyzika mezní vrstvy atmosféry, Academia, Praha, 1986Ochaba Š.: Geofyzika, SPN, Bratislava, 1986

Praktikum školních pokusů III 0/3 Z — ...Výběrové praktikum. Studenti se samostatně připravují na práci učitele, navrhují a provádějí složitější experimenty zvybraných témat středoškolské fyziky. Seznamují se také s novými učebními pomůckami a soupravami.




13. Učitelství fyzika-matematika pro 2. stupeň základních škol

Předměty povinné ke státní závěrečné zkoušce pro obor učitelství fyzika-matematika pro 2.stupeň základních škol

1. rok studia

Pedagogika 2/2 Z 0/2 Z,Zk PED006Základní otázky pedagogického působení učitele (cíle výchovy, obsah, formy a metody výuky, žák a jeho činnost,profesní předpoklady a činnost učitele). V rámci seminářů praktická cvičení a exkurze (příprava učitele na vyučovacíhodinu, dramatická stavba vyučovací hodiny, vzorové ukázky vyučovací hodiny, hlasový projev učitele, tradiční aalternativní pedagogické přístupy, diagnostické metody). Vše se zaměřením na výuku matematiky a fyziky na ZŠ.

Literatura: Americká pragmatická pedagogika (F. Singule). Praha, SPN 1991Calgren,F. a j.: Výchova ke svobodě. Pedagogika Rudolfa Steinera. Praha, Baltazar 1991

101

Helus,Z.: Pojetí žáka a perspektivy osobnosti. Praha, SPN 1982Hrabal,V.: Pedagogickopsychologická diagnostika žáka. Praha, SPN 1989Komenský,J.A.: Velká didaktika. Vybrané spisy J.A.Komenského. Sv. I. Praha, SPN 1958, s. 41 - 181Maciaszek,M.: Vytváření didaktických dovedností učitele. Praha, SPN 1969Mojžíšek,L.: Vyučovací metody. Praha, SPN 1988 a j. vydOkoň,W.: K základům problémového učení. Praha, SPN 1966Pařízek,V.: Obecná pedagogika. Praha, PeF UK 1991Průcha,J.: Pedagogické teorie a výzkumy na Západě. Praha, Karolinum 1992Rýdl,K.: Reformní praxe v současných školských systémech. Praha, FF UK 1990Solfronk,J.: Organizační formy vyučování. Praha, SPN 1990Doplňková literatura:Ediční řada „Školství v zahraničí„ (Vyd. Ústav pro informace ve vzdělávání)

Vybrané partie z fyziky I 2/0 Zk — ...Cyklus přednášek poskytujících pohled na některé pojmy, metody a přístupy teoretické fyziky, zejména relativistickéfyziky a kvantové mechaniky. (Základní idea variační formulace úloh mechaniky, deterministický chaos, prostor, časa gravitace, co teoretik může říci o molekulách, vybrané partie ze statistické fyziky a souvisejících oblastí.)

Literatura: Feynman R.P. a kol.: Feynmanovy přednášky z fyziky 1-3. český překlad Fragment Praha, 2000 -Přehledné články z časopisu Pokroky MFA a dalších (průběžně zadávány na přednášce)Doplňková literatura:Novotný J. a kol..: Mechanika ve fyzice. Academia, Praha, 2001Dvořák L.: Obecná teorie relativity a moderní fyzikální obraz vesmíru. (skriptum) SPN, Praha 1984Pišút, Gomolčák: Úvod do kvantovej mechaniky, Alfa, Bratislava, 1988Kittel Ch.: Thermal Physics. J.Willey, (řada vydání)Haken, H: Synergetics. An Introduction. Springer, Berlin, 1983

Kurz bezpečnosti práce Z — SZZ008Podmínkou pro samostatnou práci v laboratoři (zahájení praktik a experimentální bakalářské práce) je získánízápočtu z kurzu bezpečnosti práce (SZZ008), který je organizován pro všechny studenty fyziky kabinetem výukyobecné fyziky. Platnost tohoto kurzu je dva roky.

Praktikum školních pokusů I 0/2 Z — DFY... Praktikum pro studenty učitelství fyziky pro 2.stupeň základní školy. Školní experimenty z oblasti elektřiny,magnetismu a optiky.

Literatura: Svoboda, M. a kol.: Speciální praktikum (Školní pokusy II), MFF UK Praha 1984Mazač, J.- Hlavička. A.: Praktikum školních pokusů z fyziky, SPN Praha 1968Fuka, J. a kol.: Pokusy z fyziky na ZŠ, SPN Praha 1985Učebnice fyziky pro ZŠ

Praktikum školních pokusů II — 0/2 Z DFY...Praktikum pro studenty učitelství fyziky pro 2.stupeň základní školy. Školní experimenty z oblasti mechaniky,hydromechaniky, aeromechaniky a akustiky.

Literatura: M. Svoboda a kol.: Praktikum školních pokusů I,MFF UK, Praha 1993Mazáč,J. - Hlavička,A.:Praktikum školních pokusů z fyziky ,SPN, Praha 1968Fuka,J. a kol.: Pokusy z fyziky na základní škole,SPN, Praha 1985Učebnice fyziky pro základní školu

Didaktika fyziky I — 2/2 Z, Zk DFY...Cíle a obsah výuky fyziky na ZŠ. Formy a metody výuky fyziky a jejich optimální volba vzhledem k žákům avzhledem k učivu. Úlohy a pokusy ve výuce fyziky. Prostředky výuky (učebny, pomůcky, literatura). V semináříchse studenti učí plánovat výuku, provádět přípravu na vyučovací hodinu a relizovat ji formou mikrovýstupu,používat zejména problémové metody výuky.

102

Literatura: Janás,J.: Kapitoly z didaktiky fyziky. Brno, MU 1996Kašpar,E. a kol.: Didaktika fyziky. Obecné otázky. Praha, SPN 1978Fenclová,J.: Didaktické myšlení a jednání učitele fyziky. Praha, SPN 1984Vachek,J. Kašpar,E. a kol.: Problémové vyučování a problémové úlohy ve fyzice. Praha, SPN 1982Volf,I.: Jak řešit fyzikální úlohy. Hradec Králové, Gaudeamus, 1995Učebnice fyziky pro základní školyČasopisy: Matematika, fyzika, informatika, Školská fyzika

Pedagogická praxe z fyziky I 1 týden Z — DFY...Jde o praxi, při které posluchač hospituje u zkušeného fakultního učitele fyziky a absolvuje jeden samostatný výstups následným rozborem.

Literatura: Učebnice fyziky pro základní školyUčební dokumenty pro základní školy

Pedagogická praxe z fyziky II — 2 týdny Z DFY...Při této praxi posluchač hospituje v hodinách fakultního učitele a absolvuje pod jeho vedením 10 samostatnýchvýstupů s následným rozborem. Posluchač se učí připravovat a vést vyučovací hodinu.


Didaktika matematiky I 0/2 Z 2/2 ZCíle výuky matematiky na ZŠ. Induktivní a deduktivní metody. Analýza koncepce, obsahu, metod a forem práce vevýuce aritmetiky a algebry na ZŠ.

Literatura: Hejný, M. a kol.: Teória vyučovania matematiky 2, SPN, Bratislava, 1989.Odvárko, O. a kol.: Metody řešení matematických úloh, SPN,Praha, 1990.Učebnice matematiky pro 5. - 9. ročník základních škol a pro nižší ročníky víceletých gymnázií.

Metody řešení matematických úloh I 0/2 Z —Důkazové metody - důkaz přímý, nepřímý, sporem. Množinové a logické úlohy. Princip matematické indukce.Planimetrické a stereometrické konstrukční úlohy.


Pedagogická praxe z matematiky I 1 týden Z — ...Jde o praxi, při které posluchač hospituje u zkušeného fakultního učitele matematiky a absolvuje jeden samostatnývýstup s následným rozborem.

Literatura: Učebnice matematiky pro základní školyUčební dokumenty pro základní školy

Pedagogická praxe z matematiky II — 2 týdny Z ...Při této praxi posluchač hospituje v hodinách fakultního učitele a absolvuje pod jeho vedením 10 samostatnýchvýstupů s následným rozborem. Posluchač se učí připravovat a vést vyučovací hodinu.


2. rok studia

Didaktika fyziky II 2/1 Z,Zk— DFY...Diagnostika fyzikálních vědomostí a dovedností. Prostředky výuky (učebny, pomůcky, literatura). Klíčové fyzikálnípojmy a jejich vytváření ve výuce fyziky. Intuitivní představy žáků a výuka fyziky. Mezipředmětové vazby fyziky a

103

přírodovědných předmětů. Vztah výuky fyziky k denní zkušenosti žáka a k technické praxi. Péče o nadané žáky. Vseminářích se studenti učí provádět hodnocení výsledků výuky, zpracovávají konkrétní ukázky zkoušek, analyzujírůzné postupy zavádění klíčových pojmů.

Literatura: Janás,J.: Kapitoly z didaktiky fyziky. Brno, MU 1996Kašpar,E. a kol.: Didaktika fyziky. Obecné otázky. Praha, SPN 1978Fenclová,J.: Didaktické myšlení a jednání učitele fyziky. Praha, SPN 1984Chráska,M.: Didaktické testy. Paido, Brno 1999Hrabal,V. a kol.: Testy a testování ve škole.Praha, PdF 1992Učebnice fyziky pro základní školyMetodické příručky k učebnicím fyzikyČasopisy: Matematika, fyzika, informatika, Školská fyzika

Vybrané partie z fyziky II 4/0 Zk — ...Přednáška je věnována základům fyziky pevných látek, zabývá se především strukturou pevných látek a jejichvlastnostmi.

Literatura: Frei V: Fyzika pevných látek. SPN Praha, 1978Svoboda E., Bakule R.: Molekulová fyzika. Academia Praha, 1992Dekker A.: Fyzika pevných látek. Academia Praha, 1966Kratochvíl P., Lukáč P., Sprušil B.: Úvod do fyziky kovů I.. SNTL Praha, 1984

Vybrané partie z fyziky III — 0/2 Z ...Vybrané laboratorní práce na katedrách kovů, polovodičů, jaderné fyziky a v laboratořích fyzikálních praktik. 4odborně zaměřené laboratorní práce z okruhů:. Fyzika kovů. Fyzika polovodičů. Jaderná fyzika. Elektronika. Podohodě lze nahradit laboratorními pracemi i z jiných okruhů.

Literatura: Brož, J.: Základy fyzikálních měření I. SPN 1967Návody k jednotlivým laboratorním úlohám

Astronomie a astrofyzika 2/0 Zk — UFY...Postavení Země ve vesmíru. Astrodynamika. Záření v astrofyzice. Základy astrofyziky. Stelární a galaktickáastronomie. Sluneční soustava.Literatura: Šolc a kol: Fyzika hvězd a vesmíru, SPN 1983

Šolc, Zahradník: Astronomie, astrofyzika a geofyzika I., MFF UKŠiroký, Široká: Základy astronomie v příkladech, SPN 1972, 1977Wolf a kol: Astronomická příručka, Academia 1992

Praktikum školních pokusů III 0/2 Z — DFY...Praktikum pro studenty učitelství fyziky pro 2.stupeň základní školy. Školní experimenty z oblasti termiky aatomové a jaderné fyziky.

Literatura: M. Svoboda a kol.: Praktikum školních pokusů I,MFF UK, Praha 1993Mazáč,J. - Hlavička,A.:Praktikum školních pokusů z fyziky ,SPN, Praha 1968Fuka,J. a kol.: Pokusy z fyziky na základní škole,SPN, Praha 1985Učebnice fyziky pro základní školu

Pedagogická praxe z fyziky III 2 týdny Z — DFY...Závěrečná praxe, při které posluchač - kromě hospitací v hodinách fakultního učitele - realizuje 12 samostatnýchvýstupů s rozborem. Důraz je kladen na komplexnost přístupu k výuce s využíváním teoretických i praktickýchpoznatků, získaných v rámci pedagogicko-psychologických i didaktických disciplin, jakož i praktických zkušeností zpředcházejících praxí, příp. z vedení fyzikálních kroužků apod.


104

Logika a teorie množin 2/0 Zk —Výrokový počet. Predikátový počet. Axiomatická teorie. Axiomatická teorie tříd a množin. Booleovské kalkulace.Ekvivalence a subvalence, Cantor - Bernsteinova věta, Cantorova věta. Konečné množiny. Dobře uspořádanémnožiny. Peanova aritmetika a model přirozených čísel v teorii množina. Axiom nekonečna a spočetné množiny.Čísla celá, racionální a reálná. Kardinální čísla. Ordinální čísla. Axiom výběru a jeho ekvivalenty.

Literatura: Štěpánek,P.: Matematická logika (skriptum), SPN, 1982.Balcar,B., Štěpánek,P.: Teorie množin, Academia, Praha, 1986.

Dějiny matematiky I 2/0 KZ —Matematika a historie matematiky. Literatura. Hrubý přehled vývoje matematiky. Periodizace. První matematicképojmy a poznatky. Čísla a geometrické objekty: Přirozená čísla, prvočísla, racionální čísla, iracionální čísla. 1.krizematematiky. Geometrie. Geometrie starověku. Euklidovy základy.

Literatura: Bečvář, J., Fuchs, E.: Historie matematiky I, II, Sborník, Jevíčko.

Didaktika matematiky II 0/2 Z,Zk — ...Obsahem výuky je jednak globální pohled na matematiku základní školy, jednak didaktický rozbor jednotlivýchpartií učiva a hodnocení možných přístupů k nim.

Literatura: Hejný, M. a kol.: Teória vyučovania matematiky 2, SPN, Bratislava, 1989.Odvárko, O. a kol.: Metody řešení matematických úloh, SPN,Praha, 1990.Učebnice matematiky pro 5. - 9. ročník základních škol a pro nižší ročníky víceletých gymnázií.

Metody řešení matematických úloh II 0/2 Z — ...Spočetné a nespočetné množiny, vlastnosti množiny reálných čísel. Elementární funkce a jejich grafy, řešení rovnic anerovnic (včetně grafického řešení) a jejich soustav. Základní principy kombinatoriky a řešení kombinatorickýchúloh.


Geometrie III — 2/2 Z,ZkProjektivní rozšíření afinního prostoru, homogenní souřadnice. Kuželosečky a kvadriky. Základy axiomatickéhovybudování geometrie. Neeukleidovské geometrie.

Literatura: Sekanina a kol.: Geometrie II.Čech,E.: Základy analytické geometrie I,II.

Pedagogická praxe z matematiky III 2 týdny Z — ...Závěrečná praxe, při které posluchač - kromě hospitací v hodinách fakultního učitele - realizuje 12 samostatnýchvýstupů s rozborem. Důraz je kladen na komplexnost přístupu k výuce s využíváním teoretických i praktickýchpoznatků, získaných v rámci pedagogicko-psychologických i didaktických disciplin, jakož i praktických zkušeností zpředcházejících praxí.


Školský management 0/2 Z — ...Seminář vedený odborníky z praxe je zaměřen do několika klíčových oblastí: 1) Školskopolitické dokumenty, jejichtvorba, souvislosti a právní dosah. 2) Základy pracovního práva, pracovně právní vztahy. 3) Ekonomicko- právníaspekty chodu školy.Literatura: Nový, K.: Právní rádce pro ředitele škol. Praha. Prospektrum 1997

Zákon o státní správě a samosprávě ve školství – novela z r. 1995Zákon o základních a středních školách – novela z r. 1995Zákon o vysokých školách – z r. 1998Další literatura podle zadání vyučujících.

105

Doporučené výběrové předměty pro obor učitelství fyzika-matematika pro 2. stupeňzákladních škol

1. rok studia

Elektronika 2/0 Zk — ...Diskrétní polovodičové prvky. Integrovaný operační zesilovač. Principy analogových elektronických měřicíchpřístrojů. Aplikace analogové elektroniky. Základy číslicové elektroniky. Druhy a aplikace číslicových obvodů.Mikropočítač a přídavná zařízení. Cílem je pochopit principy funkce nejpoužívanějších elektronických prvků azařízení, v nichž jsou aplikovány. Obsah přednášky je možno částečně modifikovat podle zájmu posluchačů.

Literatura: Tichý M.: Elektronika, WWW skripta, která byla vytvořena speciálně pro tuto přednášku v roce 1998.WWW adresa http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichyŠícha M., Tichý M.: Elektronické zpracování signálu, Karolinum, nakladatelství UK, Praha, 1998.

Kurz praktické elektroniky 0/2 Z 0/2 Z ...Seznámení se základními elektronickými součástkami a jejich použitím v jednoduchých i složitějších elektronickýchobvodech. Studenti pod vedením učitele navrhují a realizují jednoduchá zapojení pomocí standardních technik(pájení, kontaktní pole atd.). Témata: měření základních veličin v elektrickém obvodu, usměrňovač, tranzistor jakospínač, tranzistorový zesilovač, základní zapojení s operačními zesilovači, číslicové obvody a realizace logickýchfunkcí a další dle dohody s vedoucími kursu. Kurs je vhodný pro studenty libovolného ročníku učitelského studia.Zúčastnit se mohou i studenti neučitelských oborů.

Literatura: Tichý M.: Elektronika, WWW skripta MFF UK 1998. WWW adresa http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichyPunčochář J.: Operační zesilovače v elektronice, BEN, Praha, 1997Materiály z časopisů Amatérské radio apod. zadávané vedoucími semináře

Jaderná fyzika — 0/2 Z ...Stavba jádra, silové pole a jaderné přeměny, elementární částice - základní interakce, aplikace jaderné fyziky,detekce záření, průchod záření hmotou, urychlovače.

Literatura: Úlehla I., Suk M., Trka Z.: Atomy - jádra - částice, Akademia, 1990Janča J., Kapička V., Štěrba F., Trka Z.: Obecná fyzika IV, SPN, 1989 (skripta)



Fyzikální obraz světa 2/0 Zk — ...Souhrný pohled na strukturu a smysl fyzikálních zákonů, souvislosti jednotlivých částí fyziky, roli matematiky vefyzice a možnosti fyziky přispět k pochopení světa, v němž žijeme.

Literatura: Feynman R.P. a kol.: Feynmanovy přednášky z fyziky 1-3, český překlad Fragment Praha, 2000 -



Psychologické praktikum 0/2 Z — ...

106

Praktický seminář využívající některých psychologických a částečně i dramaterapeutických technik k prohloubenísebepoznání, lepšímu porozumění vztahům a dění ve skupině a nácviku některých technik práce se skupinou.Získané zkušenosti účastníkům umožní efektivnější cílené vedení třídních kolektivů.

Literatura: Bakalář, E.: Psychohry 2. Vyšehrad, Praha 1 k 995Machková, E: Základy dramatické výchovy. SPN, Praha 1980Portmannová, R., Schneiderová, E.: Hry zaměřené na zvýšení koncentrace a uvolnění.Portál, Praha 1993Way, B.: Rozvoj osobnosti dramatickou improvizací. ISV, Praha 1996



2. rok studia

Dějiny fyziky I 2/0 Zk — ...Vybrané partie z dějin klasické fyziky a její kulturní a historické souvislosti.

Literatura: Zajac R., Šebesta J.: Historické pramene súčasnej fyziky 1. Alfa, Bratislava 1990





Meteorologie a geofyzika 2/0 Zk — ...Vybrané partie meteorologie a geofyziky přizpůsobené k možným aplikacím ve středoškolské výuce fyziky.

Literatura: Faust H.: Der. Aufbau der Erdatmosphöre, Vieweg, Braunschweig, 1968Bednář J., Zikmunda O.: Fyzika mezní vrstvy atmosféry, Academia, Praha, 1986Ochaba Š.: Geofyzika, SPN, Bratislava, 1986


Literatura: Svoboda M., a kol.: Praktikum školních pokusů I , UK 1993Svoboda M., a kol.: Praktikum školních pokusů II, UK 1994Svoboda M., a kol.: Praktikum školních pokusů III, UK 1995

Svoboda, E., a kol.: Pokusy z fyziky na střední škole , I.- IV. díl, Prometheus Praha 1997, 1999, 2000

předměty mgr. navazujícího studijního programu fyzika...1 předměty mgr. navazujícího...

Documents